19.4
Betrachten wir eine kreisförmige Welle der Länge L und einen gleichmäßigen Querschnitt mit dem Radius r, der an seinem freien Ende einem Drehmoment ausgesetzt ist.
Die maximale Schubdehnung in der Welle ist sowohl proportional zum Verdrehwinkel als auch zum radialen Abstand von der Wellenachse.
Im elastischen Bereich kann diese Schubdehnung in Bezug auf das aufgebrachte Drehmoment, den radialen Abstand, das polare Trägheitsmoment und den Steifigkeitsmodul ausgedrückt werden.
Indem wir diese beiden Gleichungen gleichsetzen, leiten wir einen Ausdruck für den Verdrehungswinkel innerhalb des elastischen Bereichs ab. Diese Gleichung gilt für eine homogene Welle mit gleichmäßigem Querschnitt, wenn das Drehmoment nur an einem ihrer Enden aufgebracht wird.
Ist die Welle an verschiedenen Stellen mit Drehmomenten beaufschlagt oder besteht sie aus verschiedenen Teilen mit unterschiedlichen Querschnitten oder Materialien, muss der Verdrehwinkel für jedes Teil separat betrachtet werden.
Der Gesamtverwindungswinkel wird berechnet, indem alle Einzelwerte von jedem Teil der Welle addiert oder bei Wellen mit ungleichmäßigen Querschnitten entlang der Länge integriert werden.
Betrachten Sie eine zylindrische Welle mit einer Länge, die mit L bezeichnet wird, und einem konsistenten Querschnittsradius, der als r bezeichnet wir…
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