Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Optimale Gestaltung des Gewindeauslaufs einer Zylinderschraube für Quer- und Axiallasten

Kedziora S

Die vorgestellte Arbeit konzentriert sich auf die Konstruktion eines neuen Gewindeauslaufs von Schrauben und Bolzen, die Querlasten ausgesetzt sind. Diese Belastungsarten können bei normalem Einsatz einer Bolzenverbindung auftreten und zu einem Versagen führen. Es können zwei Versagensarten der Schraube auftreten: Selbstlockerung der Schraube oder Ermüdungsversagen der Schraube. Letztere Versagensart wird im vorgestellten Projekt analysiert, wobei der Schwerpunkt auf einer Verbesserung des bestehenden Schraubendesigns im Hinblick auf Ermüdungsversagen liegt. Der Ermüdungsbruch der Schrauben, die durch Querlasten belastet werden, tritt normalerweise in einer Nut eines ersten Gewindegangs einer Verbindung auf. Die Form des Gewindeauslaufs hat einen gewissen Einfluss auf die Spannung im Gewinde, daher kann diese Form optimiert werden, um die Gewindespannung zu minimieren. In Anbetracht dessen wurde eine freie Formoptimierung eingesetzt, um die beste Auslaufform zu finden. Als Ergebnis der vorgestellten Arbeit wird das optimale Design des Gewindeauslaufs für die analysierten Bedingungen vorgeschlagen. Das ausgearbeitete Design der Kopfschraube bringt eine erhebliche Verbesserung der Lebensdauer bei zyklischer tangentialer Belastung. Darüber hinaus bietet das neue Design auch bei zyklischen Normallasten eine bessere strukturelle Leistung als die bestehenden Designs.