Wälz-Bohrreibung. Walter Wernitz. Bestimmung der Bohrmomente und Umfangskräfte bei Hertz'scher Pressung mit Punktberührung

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1 Walter Wernitz Wälz-Bohrreibung Bestimmung der Bohrmomente und Umfangskräfte bei Hertz'scher Pressung mit Punktberührung SPRINGER FACHMEDIEN WIESBADEN GMBH

2 SCHRIFTENREIHE ANTRIEBSTECHNIK Band 9 Herausgegeben von der Fachgemeinschaft Getriebe und Antriebselemente im Verein Deutscher Maschinenbau-Anstalten e.v. (VDMA) ISBN ISBN (ebook) DOI 0.007/ Alle Rechte vorbehalten. Springer Fachmedien Wiesbaden UrsprOnglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn, Braunschweig 958

3 I Die vorliegende Arbeit wurde im Inntitut für Maschinenelemente und Fördertechnik der Technischen Hochschule Braunschweig durchgeführt. Für die Anregung der Arbeit, sowie für wertvolle Hinweise und Förderung durch den Inr,titutsleiter Professor Dr.-Ing. habil. O. Lutz möchte ich an dieser Stelle meinen verbindlichen Dank aussprechen. Die Arbeit wuxde weiterhin gefördert durch einen Forschungsauftrag der Deutschen Forschungsc,erneinschaft ljad GOdesberg, die es ermöglichte, daß die Versuchseinrichtungen geschaffen und llilfskräfte bei den Versuchen für die vielf"!il tigen Ablesungen und gelegentlich numerischen Aunwertungen mit eingesetzt werden konnten. Mein Denk gilt ebenfalls der Firma Kugelfischer, Georg Schäfer u.co., Schweinfurt, die den Auslaufring und die Reibpaarungen für die Kreiselversuche herstellte, und der Firma Voigtllinder A.G., Braunschweig, die das Schleifen der linsenartigen '!.'älzkörper für die Ringausl<J,uf'versuche übernahm. Die Fassung des Textes ist gegenüber der Originnlarbeit gekürzt, an manchen Stellen sind Erweiterungen, die in unmittelbarem Zusammenhang stehen, eingearbeitet (vgl. (s 34)).

4 TI. Inhaltsverzeichnis Seite. 2. Zweck der Untersuchungen Bedeutung der Bchrreibung 2. stufenlos mechanische Verstellgetriebe 22. Kugellager 23. Instrumentenlager 24. Öluntersuchungen 2 2 Die Bchrdrehschnelle 2 3. Einfluß auf die Verlustleistung Berechnung der Bohrdrehschnelle Reines Abwälzen (bohrreibungsfrei) Verstellgetriebe mit einer bohrreibungsfreien Stellung Verstellgetriebe mit zwei bohrreibungsfreien Stellungen Verstellgetriebe ohne bohrreibungsfreie Stellungen 6 4. Theorie des Bohrreibungsmomentes ohne Umfangskraft 4. Berechnung des Bohrreibungsmomentes 42. Theoretisoher Vergleich der Bohrreibung von elliptischen mit kreisförmigen Hertz'schen Flächen 42. bei gleichem Flächeninhalt der Berührungsfläche 422. Sonderfall gleiche Kugel in Kugelkalotte und gerader Rille Versuche bei reiner Bohrbewegung ohne ~älzbewegung 5. Vorversuche 52. Auslauf-Kreisel-Prüfstand 53. Versuchs durchführung 54. Versuchsergebnisse 54. kreisförmige Hertz'sche Fläche Abhängigkeit von der Belastung Abhängigkeit von der Geometrie elliptische Hertz'sche Fläche 542. Abhängigkeit von der Belastung Abhängigkeit von der Geometrie Einfluß der Schmiermittel Drehzahleinfluß und Standfestiekeit der Schmiermi ttel

5 III. Seite 6. Verauche mit kombinierter Bohr- und Wälzbewegung ohne Umfllllg.kraft 4 6. Versuch.einrichtung (Auslauf-Hing-Prüfstand) VersuchsdurchfUbruDg 45 6:5. VerBuchaergebniBse der Bingläufe 54 6:5. Einfluß der Geschwindigksit 56 6:52. Schmiegung und Pressung 57 6:5'. Einfluß der Schmiermittel Theorie der Ubertragung von Umfangskräften durch elliptisohe Hertz'sche Flächen bei Wälz-Bohrbewegung Zuatudsdiagramm Berechnung des Bohrmomentes um den Drehpol Berechnung der Umfllllgskraft 7 7'. Lage der Umfanp,skraft Entwurf des Zustandsdi88r8IIDDB Auswertung des Zustandsdi88rBmms (Betriebsdiagramm) Schlupf an einer Ubertragungsstelle 78 7'.!!omentenverlust 8 4. Leistungsverlust 8 8. Auswertung von englischen Versuchen mit kreisf'örmigen Hertz'schen Flächen und Umfllllgskräften B, Bl. Beschreibung der Zweikugelmaschine von Lane 82. Auswertung der Ergebnisse nach der Theorie B: Die Belastbarkeit von Wälzkörperpaarungen 9 0. Zusammenfassung 9. Schrifttumsverzeicbnis 94

6 IV. Bezeichnungen a b i 4- PI in n Halbachse der Hertz'schen Fläche (bei Umfanr:skraftübertragung in Ric'otung der I,:antellinie) I!albachse der slliptischen Hertz 'schen Fläche (bei Umfangskraftübertragung in Rollrichtung) Drehpolabstand von der J{:i tte der Hertz 'schen Fläche in Richtung PI auf der ',:antellinie Abstand des Drehpoles vom Kraftpol (in Richtung der l,lantelliniel der Kraftpol liegt gegenüber den Drehpol auf der anderen Seite der Mitte der Hertz'schen Fläche) geradlinige Mantellänge von der l-:i tte der Hertz' schen Fläche bis zur Antriebsachse. geradlinige Mantellänge von der Mitte der Hertz' sehen Fläche bis zur Abtriebsdrehachse (negativ, wenn i II auf der gleichen Seite der Hertz'schen Fläche liegt wie LI) Drehzahl p r s }.! Hertz 'sehe Pressung (max Radius Schlupf Jl.'Ioment po) N P T o:,ß,<p, cos~!!." TJ ~ w ~ Leistung Pressungskraft (normal zur Hertz'schen Fläche) tangentiale Umfan~skraft Winkel Hertz' sche Hilfsgröße (s. G. 2 und Seite 72) Hertz'sche Deformationsbeiwerte ',~irkun[;sgrad Reibungszahl Drehschnelle (Winkelgeschwindigkeit) Radius