Was sind Linearlager? Linearlager lagern und führen ein Bauteil entlang einer Führung. Linearlager können sowohl Gleitlager wie auch Wälzlager sein.

Wälzlager bestehen aus Ringen (Radiallager) oder Scheiben (Axiallager) zwischen denen die Wälzkörper abrollen. Ein Käfig zwischen den Wälzkörpern verhindert, dass sich die Körper gegenseitig berühren und hält sie in regelmässigen Abständen.

PES2

VDi2221, Sowie Maschinenelemente des PES2 Unterrichtes an der ZHAW

181

0.0 (0)

M. G.

Study

M. G.

About these flashcards

Diese Lernkarten decken grundlegende und fortgeschrittene Konzepte der Mechatronik auf Universitätsniveau ab. Sie behandeln verschiedene Methoden der Produktentwicklung, insbesondere nach VDI 2221, sowie die Rolle von Reglern wie PID und deren Anteile. Die Karteikarten erläutern auch die Bedeutung von Lastenheft, Pflichtenheft und Anforderungslisten, sowie die Verfeinerung von Anforderungen durch Marktanalysen und Kundenbefragungen. Sie sind ideal für Studierende und Ingenieure, die ihr Verständnis der Mechatronik vertiefen und praktische Anwendungen in der Produktentwicklung erlernen möchten.

Flashcards

181

Students

Language

German

Category

Mechatronics

Level

University

Created / Updated

07.06.2019 / 08.01.2020

Similar cards

Pflichtenheft:

Definition: Realisierung aller Anforderungen durch den Lieferanten beschreiben lassen

Ersteller: Lieferant

Aufgabe: Definieren WIE und WOMIT Anforderungen zu realisieren sind.

Bemerkung: Pflichtenheft enthält Lastenheft mit Realisierung der Anforderungen.

Beschreiben sie die drei Anforderungstypen:

Festforderung: gekennzeichnet durch quantitative Angaben

(z.B. Getriebeübersetzung (i = 12) oder beschreibende Angaben (z.B. aussetzender Betrieb)

Festforderungen müssen erfüllt werden. Eine Überschreitung ändert den Wert des Produktes nicht. Ein fester Wert

Mindestanforderung: die jeweils zur günstigen Seite hin über- oder unter-

schritten werden dürfen (z.B. größerer Verstellbereich, kleinerer Energieverbrauch, höhere Lebensdauer). Mindestanforderungen müssen erfüllt werden. Bei Überschreitung zur günstigen Seite wird der Wert des Produktes erhöht. Mindest-/Maximalforderungen brauchen zwingend eine Messgrösse / Einheit

Wunsch: die nach Möglichkeit ohne Mehraufwand berücksichtigt

werden sollen (z.B. gutes Design, Baukastenprinzip, zentrale Bedienung). Wünsche müssen nicht erfüllt werden. Erfüllung der Wünsche erhöht den Wert des Produktes

Anforderunslieste:

Definition: Zusammenstellung aller Daten und Informationen durch den Konstrukteur für die Konstruktion von Produkten.

Ersteller: Konstrukteur

Aufgabe: Definieren von Zweck und Eigenschaften der Anforderungen.

Bemerkung: Anforderungsliste entspricht erweitertem Pflichtenheft

Lastenheft:

Definition: Anforderungen des Kunden als Liefer- und Leistungsumfang zusammenstellen.

Ersteller: Kunde

Aufgabe: Definieren WAS und WOFÜR zu lösen ist.

Bemerkung: Lastenheft enthält Anforderungen und Rand- bedingungen

Erklären sie das Pareto-Prinzip:

Erklären sie das Pareto-Prinzip:

20% der Ursache sind oft für 80% der Wirkung verantwortlich oder die letzten 20% kosten 80% des Aufwandes!

Warum ist eines Saubere Produktentwicklung wichtig:

Gesamtkosten für Produkt entstehen in erster Linie durch den Konstruktionsbereich, während dieser selbst nur wenig zur Kostenentstehung beiträgt.

Wie Lautet die Norm der Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme:

VDI 2206

Ausarbeiten (Nach VDI 2221):

Das Ausarbeiten bedeutet, alle Fertigungs- und Montageangaben in Zeichnungen und Stücklisten festzulegen mit der erforderlichen Dokumentation.

Entwerfen (Nach VDI 2221):

Das Entwerfen besteht aus dem Gestalten von Teilen, Baugruppen und Verbindungen bis zum fertigen Produkt.

Die Drei Arbeitsschritte des Konzipieren (Nach VDI 2221):

Funktionen festlegen und Funktionsstruktur aufstellen.
Physikalische Prinzipien für das Wirkprinzip festlegen.
Geometrie, Bewegungen und Stoffarten als Lösungsprinzip festlegen.

Planen (Nach VDI 2221):

Erklärt die Aufgabe durch Erfassen der Anforderungen, die in einer Anforderungsliste festgelegt werden.

Wie sind die vier Phasen der Produktentwicklung:

Planen, Konzipieren, Entwerfen, Ausarbeiten

Vergleich der Regelverhalten:

PID Regler, D Anteil:

Abweichung Soll - Ist wird differenziert
D-Anteil misst die Änderung des Fehlers und reagiert darauf (Reagiert nicht auf Regelabweichung sondern nur auf Änderungsgeschwindigkeit)
Wird nur als PD- oder PID-Regler verwendet

PID Regler, I Anteil:

Abweichung Soll - Ist wird aufintegriert
I-Anteil stellt sicher, dass die Regelabweichung eliminiert wird
Reagiert langsam TN: Nachstellzeit

PID Regler, P Anteil:

Abweichung Soll - Ist wird proportional verstärkt
P-Anteil ist nicht in der Lage den Fehler ganz auf 0 zu bringen (Regelabweichung)
Ein zu hoher P-Anteil kann das System schwingen lassen
Reagiert unmittelbar

Regelung mit und ohne Vorsteuerung:

Was ist Regeln mit Vorsteuerung

Was ist Regeln mit Vorsteuerung?

Zusätzlich zur Stellgrösse aus dem Regler wird aus dem Sollwert auch mit der Vorsteuerung eine Stellgrösse berechnet.
Höhere Genauigkeit ohne die Stabilität zu gefährden.

Was ist Regeln?

Sollwert w(t) wird mit der Rückführung (gemessene Ausgangsgrösse) zur Regelabweichung e(t) verrechnet.
Der Regler berechnet daraus die Stellgrösse u(t).
So kann auf den effektiven Istwert reagiert werden.

Was ist Steuern?

Sollwert w(t) wird in Stellgrösse u(t) umgerechnet.
Die Strecke wird direkt mit dieser Stellgrösse betrieben.
Kein Feedback (kann nicht auf Abweichungen reagieren)

Geben Sie die drei Passungsarten an:

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Spiel, Übermass- und Übergangspassung

Skizze von gebräuchlichen Antrieben bei Schrauben. Benennen Sie den Antrieb?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Inbus, Torx, Sechskant

Wie wird bei Reibschluss Kraft übertragen?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Nur über Reibkraft zwischen den Teilen

Was ist grosser Nachteil beim Schweissen gegenüber Kleben?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Grosse Wärmeneinbringung -> Spannungen und Verzug

Welche Gleitlagertypen kennen Sie?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Hydrostatisch, hydrodynamisch und selbstschmierend

Was ist Unterschied zwischen Welle und Achse?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Welle: rotiert und überträgt Moment 

Achse: steht, kein Moment und ist Lagerung für rotierende Teile

Geben Sie je zwei Vor- und Nachteile des Fräsens an.

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Vorteile: hohe Genauigkeit, sehr flexibel,

Nachteile: langsames Verfahren, grosser Materialaufwand.

Gilt die Festigkeit als mechanische oder physikalische Eigenschaft eines Werkstoffs?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Mechanische Eigenschaft

Welche Einteilung für Metalle kennen Sie?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Eisen- (Stahl und Guss) und Nichteisenmetalle (Leicht- und Schwermetalle)

Was ist der Unterscheid zwischen Steuern und Regeln?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Steuern ist ohne Feedback (Open Loop), Regeln ist mit Feedback des Systems (Closed Loop)

Nennen Sie zwei wichtige Punkte beim Brainstorming.

Keine Frage und Kritiken, Quantität vor Qualität, jede Idee wird aufgeschrieben...

Wer erstellt das Lastenheft? Kunde oder Lieferant?

Kunde

Was ist der Vorteil von Faserverbundwerkstoffen?

Sehr gute mechanische Eigenschaften (insbesondere sehr hohe Steifigkeit)
Sehr schwer und aufwändig zu verarbeiten (ausser Halbzeug)
Sehr leicht
Sehr teuer
Sehr schlecht rezyklierbar

Vergleich Alu-Stahl (3Punkte):

Stahl ist gegenüber Alu:

3x steifer (E-Modul Stahl = 210 GPa / Alu = 70 GPa)

3x schwerer (�� Stahl = 7.8 g/cm3 / Alu = 2.7 g/cm3)

3x billiger

Was ist der Vorteil von Kunststoffen?

Meist sehr günstiger Werkstoff
Schlechte mechanische Eigenschaften
Sehr viele Halbzeuge verfügbar (Rohre, Profile...)
Einfach zu bearbeiten
Korrosionsbeständig
Sehr verschiedene Eigenschaften
- Chemische Beständigkeit
- Mechanische Eigenschaften
- „Spezialeigenschaften“ (zB Farbe, Transparenz)
Schlecht rezyklierbar

Was ist der Vorteil von Aluminium?

Gutes Verhältnis von Gewicht zu Steifigkeit
Gute Korrosionsbeständigkeit
Viel verschiedene Halbzeuge verfügbar
Einfacher zu bearbeiten als Stahl
Optisch ansprechend (eloxierbar)
Eher teuer

Was ist der Vorteil von Stahl?

„Günstiger“ Werkstoff
Gute Verfügbarkeit
Sehr gute mechanische Eigenschaften Eher schwierig zu bearbeiten
Schlechte Korrosionsbeständigkeit
Grosse Vielfalt
- Festigkeit / Steifigkeit
- Korrosionsbeständigkeit
- Sehr grosser Preis-Range
Für jedes Bedürfnis gibt es den passenden Stahl

E-Modul vs. Dichte

Was sind die Wichtigsten Auswahl Kriterien eines Werkstoffes?

Mechanische Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Herstellverfahren für Bauteile

Kosten

Wie sind die Werkstoffe eingeteilt?

1 / 181

Flashcards

Wie ist das Kurzzeichen einer Tolleranz aufgebaut?

50 H 7 (N Buchstabe Zahl)

Beispiele Abweichungen:

Definition Massabweichung:

Welche Arten von Geometrieabweichungen gibt es?

Massabweichungen:

Innenmass Loch maximal 0.1 mm über Nennmass, da sonst zB Welle im Loch wackelt.

Formabweichungen:

Ebenheit Druckplatte besser als 0.1 mm, da sonst zB gedrucktes Teil auf Druckbett krumm wird

Lagerabweichungen:

Achsabstände von Löchern genauer als +/- 0.1 mm, da sonst zB Schrauben nicht durch Löcher passen.

Oberflächenabweichungen:

Oberflächenrauheit besser als Ra 0.2, da sonst zB zu schlechte Gleiteigenschaften

Was ist der Merksatz der Tolleranzen?

„so gross wie möglich, so fein wie nötig“

Warum gibt es Toleranzen?

Was ist eine Linearführung

Was ist eine Linearführung?

Eine Linearführung kann sich nur in axialer Richtung bewegen.
Linearführungen gibt es mit Kugeln und Rollen.
Nehmen kräfte und momente in alle Richtungen auf

Was sind Linearlager

Was sind Linearlager?

Linearlager lagern und führen ein Bauteil entlang einer Führung.
Linearlager können sowohl Gleitlager wie auch Wälzlager sein.

Welche Überlegungen müssen bei der Wahl eines Lagers gemacht werden?

Wahl der Lagerbauart und -anordnung
Bestimmung der Lagergrösse aufgrund der Belastung und der konstruktiven Gegebenheiten.
Überlegungen zum Ein- und Ausbau.

Wie ist die Lageranordnung?

Es müssen immer zwei Lager eingesetzt werden.
Bei zwei Radiallagern ist darauf zu achten, dass ein Lager als Festlager, das andere als Loslager eingebaut wird. Beide Lager werden durch radiale Kräfte belastet.
Das axial nicht bewegliche Festlager nimmt zudem die gesamte Axialkraft auf, während sich das Loslager bei Ausdehnung der Welle in Achsrichtung verschieben kann.
Dadurch wird ein Verspannen der Wälzkörper in den Laufringen verhindert.

Was sind Pendellager und welche Arten gibt es?

Was sind Axiallager und welche Arten gibt es?

Was sind Rollenlager und welche Arten gibt es?

Was sind Kugellager und welche Arten gibt es?

Auswahl der Wälzlager:

Was gibt es für Bauformen bei den Wälzlagern?

Was sind Wälzlager?

Wälzlager bestehen aus Ringen (Radiallager) oder Scheiben (Axiallager) zwischen denen die Wälzkörper abrollen.
Ein Käfig zwischen den Wälzkörpern verhindert, dass sich die Körper gegenseitig berühren und hält sie in regelmässigen Abständen.

Welche Arten von Selbstschmierenden Lager gibt es?

Sinterlager
Kunststofflager
Keramiklager

Was sind Selbstschmierende Lager?

Selbstschmierende Lager sind sehr günstig, sind aber bei der Belastung sehr beschränkt und weisen mehr Reibung und Verschleiss auf.

Was sind Hydrodynamische Lager?

Durch die Relativbewegung der Gleitflächen und dem Keilförmigen Spalt, wird bei Bewegung der Öldruck durch die beiden Reibpartner erzeugt.
Beim An- und Auslaufen herrscht Festkörperreibung.
Minimaler Bauraum und tiefe Kosten.

Was sind Hydrostatische Lager?

Schmiermittel wird mit grossem Druck zwischen die Gleitflächen gedrückt.
Flächen berühren sich nicht, was wenig Gleitwiderstand und Verschleiss bedeutet.
Hydrostatische Lager sind teuer, da zusätzlicher Aufwand betrieben werden muss (Pumpe).
Hydrostatische Lager haben sehr gute Dämpfungseigenschaften.

Wie werden Rotationslager eingeteilt?

Welche Funktion haben Lager?

Lager haben die Aufgabe, Teile, die relativ zueinander beweglich sind, zu führen und gegenüber der Umgebung abzustützen.
Lager nehmen Kräfte (Momente = Kräftepaare) auf und übertragen diese auf die Anschlusskonstruktion.
Lager übernehmen Trag- und Führungsfunktion und stellen Verbindung zwischen ruhenden und bewegten Teilen her.
Widerstand (Lagerreibung) bei Relativbewegung soll möglichst klein sein.

Welche Faktoren müssen bei der Auslegung des Getriebes beachtet werden?

Übersetzungsverhältnis
Wie stehen die Achsen zu einander
Ist Selbsthemmung erlaubt/gewünscht Einbauraum
Wirkungsgrad

Was sind die Vor- und Nachteile Gradverzahnung?

Vorteile:

Einfache, günstige Herstellung

Geringe Reibverluste Hoher Wirkungsgrad

Nachteile:

Hohe Geräuschentwicklung

Nur wenige Zähne im Einsatz Ungünstig bei Wechselbelastung Empfindlich gegen

Was sind die Vor- und Nachteile der Schrägverzahnung?

Vorteile:

Höhere Laufruhe, deshalb höhere Geschwindigkeiten

Mehrere Zähne im Einsatz, deshalb weniger Empfindlich gegen Zahnformfehler

Nachteile:

Es treten axiale Kräfte auf

Schlechterer Wirkungsgrad

Zähne Schleifen mehr gegeneinander

Was sind die Vor- und Nachteile der Pfeilverzahnung?

Vorteile:

Hohe Laufruhe

Axiale Kräfte werden kompensiert Mehrere Zähne im Einsatz

Nachteile:

Sehr teuer in der Herstellung

Schlechterer Wirkungsgrad

Was für Verzahnungsarten gibt es?

Wie wird die Evolventenverzahnung hergestellt?

Die Zahnräder werden mit einem Wälzfräser gefräst.

Unabhängig von der Zähnezahl (Durchmesser) des Zahnrads, kann mit demselben Fräser das richtige Profil gefräst werden.

Zahnformen:

Meist wird die sogenannte Evolventenverzahnung

Diese ermöglicht einen ruhigen Lauf und eine einfache Herstellung

Was sind die Vorteile des Zahnriemen?

Meist sind Glas- oder Aramidfasern in den Riemen eingebettet um die Kraft zu übertragen. Der Rest des Riemens ist aus Gummi.

Aufgrund der Schlupffreiheit kann ein Zahnriemen auch als Steuerungsriemen eingesetzt werden (z.B. Nockenwellen eines Verbrennungsmotors antreiben).

Um einwandfrei und lange zu funktionieren, müssen Zahnriemen richtig gespannt sein.Wirkungsgrad ist typischerweise gegen 0.99.

Vorteile der Zahnriemen: Geräuscharm

Stoss- und Schwingungsdämpfend Überbrückung grosser Wellenabständen

Nachteile der Zahnriemen: Grössere Wellenbelastung

Begrenzter Temperaturbereich

Was ist ein Zahnriemen?

Übertragung eines Momentes mittels verzahntem Riemen und Spezialzahnräder.
Aufgrund des Formschluss der Verzahnung können grosse Kräfte schlupffrei übertragen werden.

Was ist das Harmonic Drive?

Sehr grosses Übersetzungsverhältnis (bis zu 1:160 in einer Stufe).
Spielfrei
Keine Selbsthemmung trotz Übersetzungsverhältnis.

Wie kommen die Verschiedenen Übersetzungsstufen beim Planetengetriebe zustande?

Je nachdem, welches Rad angetrieben wird und wo der Abtrieb ist, sind verschiedene Übersetzungsverhalten möglich.

Was sind die Vorteile des Planetengetriebes

Was sind die Vorteile des Planetengetriebes?

Typisches Übersetzungsverhältnis pro Stufe 1:3.5 – 1:8
Mehrstufige Getriebe möglich
Zum Beispiel bei 3 Stufen 1:40 – 1:512

Was ist ein Planetengetriebe?

Ein Planetengetriebe besteht aus einem inneren Sonnenrad, mehreren Planetenrädern und einem äusseren Hohlrad.
Die Planetenräder sind miteinander über einen Träger verbunden.

Was sind die Vorteile des Schneckengetriebes?

Schneckengetriebe haben hohe Übersetzungen (bis zu 1:150) bei relativ tiefem Wirkungsgrad (0.45 – 0.96).
Schneckengetriebe sind oft selbsthemmend.
Aufgrund der Selbsthemmung werden sie zum Beispiel oft bei Verstell- oder Hub-Systemen eingesetzt.

Was ist ein Schneckengetriebe?

Schneckengetriebe bestehen aus einer Schnecke und einem Schneckenrad.
Die Achsen sind in der Regel 90° zueinander angeordnet.

Was sind die Vorteile des Kronenradgetriebes?

In der Regel ist der Winkel zwischen den Achsen 90° und die Achsen haben einen gemeinsamen Schnittpunkt.
Zylinderrad in axialer Position frei.
Keine axialen Kräfte auf Zylinderrad.
Es sind Übersetzungen bis i = 15 möglich.

Was ist ein Kronenradgetriebe?

Beim Kronenradgetriebe stehen die An- und die Abtriebsachse winklig zueinander.
Das Kronenradgetriebe besteht aus einem Zylinderrad (Ritzel) und einem Kronenrad.

Study

PES2

Create or copy sets of flashcards

Flashcards

Please log in

Google

Apple ID

Microsoft

Switch edu-ID

Edulog

Google

Apple ID

Microsoft

Switch edu-ID

Edulog