Maschinenelemente

Welle-Nabe-Verbindungen und Passfedern

Eine Passfeder überträgt Drehmoment formschlüssig zwischen Welle und Nabe. Für die richtige Auswahl reicht eine Normbreite nicht aus: Welle, Passfeder, Nabenwerkstoff, tragende Länge, Passungen und Axialsicherung müssen zusammenpassen.

PASSFEDERAUSWAHL

Mit dem Wellendurchmesser beginnen, dann Tragfähigkeit prüfen

DIN 6885-1: legt Normabmessungen und Formen von Passfedern fest.
Wellendurchmesser: bestimmt den Bereich der Normbreite b und Höhe h.
Passfederlänge: muss zur Nabe passen und genügend tragende Kontaktfläche bereitstellen.
Bezeichnungsbeispiel: Passfeder DIN 6885 · A · 12 × 8 × 56.

KRAFTFLUSS

Drehmoment in Umfangskraft umrechnen

Das übertragene Drehmoment erzeugt eine Umfangskraft am Wellenradius. Damit die Passfeder auf Schub und die belastete Nutflanke auf Flächenpressung prüfen.

F_t = 2T / d · τ ≈ F_t / (b·l_eff) · p ≈ F_t / A_bearing

Häufig bestimmt die weichere Oberfläche von Nabe oder Wellennut die zulässige Flächenpressung. Bei den zulässigen Werten Stöße, wechselndes Drehmoment und Lastverteilung berücksichtigen.

Konstruktionsprüfung	Praktische Entscheidung
Passfeder- und Nutpassung	Vorgegebene Breitentoleranzen für die gewünschte Passung verwenden; Fischer nennt P9/N9 für Wellennuten und P9/JS9 für Nabennuten.
Flächenpressung	Wirksame belastete Flankenfläche prüfen, besonders bei Naben aus Gusseisen oder Aluminium.
Spannungskonzentration	Die Wellennut verringert den wirksamen Querschnitt und erzeugt eine Kerbe; bei ermüdungsbeanspruchten Wellen berücksichtigen.
Axiale Positionierung	Eine Passfeder überträgt Drehmoment, sichert die Nabe aber nicht allein axial. Schulter, Mutter, Sicherungsring oder geeignete Klemmung vorsehen.

Quellen

Quelle: Ulrich Fischer et al., Mechanical and Metal Trades Handbook, Drehmoment- und Spannungsgrundlagen, S. 35, 43–44; Passfedern und Keilwellen, S. 242–243.

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