Ausgewählte Analysen und Dimensionierungen AAD TU Dresden
Lernkarteien zur Vorlesung Ausgewählte Analysen und Dimensionierungen an der TU Dresden
Lernkarteien zur Vorlesung Ausgewählte Analysen und Dimensionierungen an der TU Dresden
Skizziere für Stirnprofilballigkeit das Ease-Off mit dem dazugehörigem Tragbild und der Wälzabweichung.
Erläutere die Vorgehensweise bei der Auslegung modifizierter Verzahnungen.
a) lastabhängige Verformungen sind durch konstruktive Maßnahmen gering zu halten (oder so zu beeinflussen das sie sich teilweise gegenseitig aufheben)
b) Der verbleibende, linear veränderliche Anteil der Kontaktlinienabweichung aus den belastungsabhängigen, thermischen und fliehkraftbedingten Verformungen ist durch eine Schrägungswinkelkorrektur auszugleichen
c) Die um den Erwartungswert 0 schwankende Kontaktlinienabweichung durch die fertigungsbedingten Abweichungen der Verzahnung, die Abweichungen durch Taumeln der Räder und sonstige Belastungsüberhöhungen an den Stirnseiten sind durch eine zusätzliche Balligkeit gering zu halten
Welche Korrektur ist auf dem Bild zu sehen?
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Welche Korrektur ist auf dem Bild zu sehen?
Welche Korrektur ist auf dem Bild zu sehen?
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Nenne die Aufgaben und Ziele der Untersuchung technischer Schadensfälle!
a) Klärung der Versagensursachen (Brüche, Verschleiß, Verformungen)
b) Verhütung zukünftiger Schäden durch
- Rückwirkung auf Konstruktion
- Werkstoffauswahl / Wärmebehandlung
- Fertigungsprozess
- Prüfverfahren
- Änderung der Betriebsbedingungen (einschließlich Überwachung)
- Inspektion
- Austausch gefährdeter Bauteile
Welche Methoden der Beweissicherung bei der Untersuchung technischer Schadensfälle gibt es?
- Bildliche Sicherung / Fotoaufnahmen des Schadens → SCHADENSBILD
- Fotoaufnahmen des Umfeldes, ggf. sonstiger äußerer Umstände, z.B. starke Verschmutzungen
- Sicherung von Unterlagen der Verfahrensüberwachung oder sonstiger Diagnoseuntersuchungen, z.B. Unterlagen über Netzabschaltungen, Spannungs- und Strommessungen, Temperaturüberwachungen, Schmierungskontrolle
- Sicherung von Unterlagen sonstiger Zusammenhänge, z.B. Wetter, andere Havarien
Die Bestimmung der Schadensart ist bei der Untersuchung technischer Schadensfälle sehr wichtig. Welche Arten von Brüchen gibt es?
Bruchart:
- spröder oder duktiler (plastischer) Gewaltbruch
- Ermüdungs-/Schwingungsbruch, Dauerbruch
- interkristalline Spannungsrisskorrosion (chem. Industrie)
- Härterisse, Schleifrisse, Schleifbrand
- Schweißfehler
→ Identifikation des Bruches anhand vom makroskopischen oder rastermikroskopischen Erscheinungsbild (Rissverlauf, Rastlinien, Restbruchfläche …)
In welche sechs Punkte lässt sich ein Schadensbericht gliedern?
1. Aufgabenstellung
2. Schadensbild
3. Vorliegende Unterlagen
4. Ergebnisse der Untersuchungen
5. Zusammenfassende Beurteilung
6. Vorschläge für weiteres Vorgehen
Was lässt sich grundsätzlich über Schadensfälle an metallischen Bauteilen sagen?
- Schwingungsbrüche verursachen rund 60% aller Schadensfälle an metallischen Bauteilen
- davon beruhen ca. 50% auf konstruktiven Mängeln
- Werkstofffehler (nicht Wärmebehandlungsfehler) sind nur in seltenen Fällen für den Ausfall metallischer Bauteile verantwortlich
Welche Aufteilungen nach der Stellung des Fuß- und Kopfkegels gibt es?
(siehe Bild)
Welche Aufteilung nach der Zahnsteuerkurve bei Kegelrädern gibt es?
(siehe Bild)
Welche Aufteilung der Kegelverzahnung gibt es?
(siehe Bild)
Skizziere für Flankenlinienballigkeit das Ease-Off mit dem dazugehörigem Tragbild und der Wälzabweichung.
Wie ist die Toleranz definiert?
Differenz zwischen dem zugelassenen Größt- und Kleinstwert einer Bestimmungsgröße (Toleranzfeld).
Wie ist die Passung definiert?
Beziehung zwischen den Toleranzfeldern zu paarender Teile.
Wodurch kann es zum Klemmen einer Zahnradpaarung kommen?
- Flankenspiel = 0
- Maßvergrößerung durch: Temperaturerhöhung, Fertigungsabweichungen
Wofür wird ein Ölfilm benötigt?
- Kühlung
- Schmierung (hydrodynammischer Schmierkeil)
Wie kann ein Flankenspiel realisiert werden?
Durch das Prinzip der
a. Einheitszahndicke
b. Einheitsachsabstand
Wie wird beim Passsystem "Einheitsachsabstand" vorgegangen?
Verringern der Zahndicke, dünner als Nennzahndicke, bei festem Achsabstand
Welche Verfahren gibt es um die Zahndicke zu bestimmen?
a) Messung der Zahndickensehne
b) Messung mittels Diametralem Zweikugel-(oder rollen-)Maß
c) Messung der Zahnweite über eine bestimmte Zahnanzahl
Wie ist die Zahnweite definiert? (Formel)
Aw = As * cos (alphan)
Aw ... Zahnweite
As ... Zahndicke
Wovon ist das Normalflankenspiel jn abhängig?
- Achsabstandsänderungen
- Achsneigungs, -schränkungsabweichungen
- Verzahnungsabweichungen (alpha, betha)
- Wärmeausdehnungsdifferenzen
- elastischen Verformungen von Welle, Radkörper, Gehäuse, ...
Was gibt es für Verzahnungsabweichungen?
a) Teilungsabweichungen / Eingriffsteilungsabweichungen
b) Profilabweichungen
- Profilwinkelabweichungen
- Profilformabweichungen
c) Flankenlinienabweichungen
- Flankenlinienwinkelabweichungen
- Flankenlinienformabweichungen
d) Rundlaufabweichungen
c) Wälzabweichungen
Wodurch sind die Belastungsverhältnisse im Zahneingriff bestimmt?
- Aufteilung der Belastung auf Zahnpaare
- Verteilung der Belastung in Zahnbreitenrichtung
Zeichnen Sie die Flankenbeanspruchung in Zahnbreitenrichtung, um welchen Wert sinkt das übertragbare Drehmoment?
a) keine Abweichung
b) Zahn durch Fertigungsabweichungen etc. ungleichmäßig belastet
Somit sinkt das übertragbare Drehmoment um den Faktor 2 bzw. wurzel 2
Zeichnen Sie die Stirnlastverteilung am belasteten Zahn und geben Sie zu dem jeweiligen Punkten den Eingriff an.
E-D, A-B: Doppeleingriff
B-D: Einzeleingriff
Nenne die Anteile an der Kontaktlinienabweichung (Klaffen)!
a) Verzahnung (Flankenlinienwinkelabweichung)
b) Bohrungslageabweichung
- Achsneigungsabweichung
- Achsschränkungsabweichung
c) Lagerluft / -Spiel
- gesamtes wirksames Lagerspiel: Zahnräder sind außerhalb der Lager platziert
- wirksame Lagerspielunterschiede: Zahnräder sind befinden sich zwischen den Lagern
d) Lagerverformung
e) Wellenverformung
Legen Sie die Anordnung von Fest- und Loslager einer schrägverzahnten Getriebestufe mit zwei Wellen aus!
Zentrierlagerung: Ausgleich der Verschiebung
- besseres Tragbild
- bessere Breitenlastverteilung
Nenne die möglichen Zahnflankenkorrekturen /-modifikationen!
a) Profilkorrekturen
- Kopf u./o. Fußrücknahmen
- Profilwinkelkorrekturen
- Profilballigkeit
b) Breitenkorrekturen
- Endrücknahme
- Flankenlinienwinkelmodifikationen (Schrägungswinkelmodifikation)
- Breitenballigkeit
c) Flächenkorrekturen
- Korrektur der Eingriffsrichtung (Diagonalrücknahme)
- Verschränkung
- Topografisch
Nennen die Hilfsmittel der Tragbildprüfung!
- Tuschierpaste
- Tragbildlack
- Thermografie
- Indirekt mittels DMS
- Feinpapier
Mit welchen 3 Verfahren der Tragbildprüfung lässt sich die Lastverteilung exakt bestimmen?
Was bewirkt das Einsatzhärten?
- Steigerung des Verschleißwiderstandes durch erhöhte Randschichtenhärte
- Erhöhung der Belastbarkeit
- Verbesserung der Biegewechselfestigkeit und Überlasttoleranz durch zähen Kern
- Erhöhung der Dauerfestigkeit (durch Aufbau von Druckeigenspannungen in den Randschichten)
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Cartes-fiches
Wie ist die Toleranz definiert?
Differenz zwischen dem zugelassenen Größt- und Kleinstwert einer Bestimmungsgröße (Toleranzfeld).
Wie ist die Passung definiert?
Beziehung zwischen den Toleranzfeldern zu paarender Teile.
Wodurch kann es zum Klemmen einer Zahnradpaarung kommen?
- Flankenspiel = 0
- Maßvergrößerung durch: Temperaturerhöhung, Fertigungsabweichungen
Wofür wird ein Ölfilm benötigt?
- Kühlung
- Schmierung (hydrodynammischer Schmierkeil)
Wie kann ein Flankenspiel realisiert werden?
Durch das Prinzip der
a. Einheitszahndicke
b. Einheitsachsabstand
Wie wird beim Passsystem "Einheitsachsabstand" vorgegangen?
Verringern der Zahndicke, dünner als Nennzahndicke, bei festem Achsabstand
Welche Verfahren gibt es um die Zahndicke zu bestimmen?
a) Messung der Zahndickensehne
b) Messung mittels Diametralem Zweikugel-(oder rollen-)Maß
c) Messung der Zahnweite über eine bestimmte Zahnanzahl
Wie ist die Zahnweite definiert? (Formel)
Aw = As * cos (alphan)
Aw ... Zahnweite
As ... Zahndicke
Wovon ist das Normalflankenspiel jn abhängig?
- Achsabstandsänderungen
- Achsneigungs, -schränkungsabweichungen
- Verzahnungsabweichungen (alpha, betha)
- Wärmeausdehnungsdifferenzen
- elastischen Verformungen von Welle, Radkörper, Gehäuse, ...
Was gibt es für Verzahnungsabweichungen?
a) Teilungsabweichungen / Eingriffsteilungsabweichungen
b) Profilabweichungen
- Profilwinkelabweichungen
- Profilformabweichungen
c) Flankenlinienabweichungen
- Flankenlinienwinkelabweichungen
- Flankenlinienformabweichungen
d) Rundlaufabweichungen
c) Wälzabweichungen
Wodurch sind die Belastungsverhältnisse im Zahneingriff bestimmt?
- Aufteilung der Belastung auf Zahnpaare
- Verteilung der Belastung in Zahnbreitenrichtung
Zeichnen Sie die Flankenbeanspruchung in Zahnbreitenrichtung, um welchen Wert sinkt das übertragbare Drehmoment?
a) keine Abweichung
b) Zahn durch Fertigungsabweichungen etc. ungleichmäßig belastet
Somit sinkt das übertragbare Drehmoment um den Faktor 2 bzw. wurzel 2
Zeichnen Sie die Stirnlastverteilung am belasteten Zahn und geben Sie zu dem jeweiligen Punkten den Eingriff an.
E-D, A-B: Doppeleingriff
B-D: Einzeleingriff
Nenne die Anteile an der Kontaktlinienabweichung (Klaffen)!
a) Verzahnung (Flankenlinienwinkelabweichung)
b) Bohrungslageabweichung
- Achsneigungsabweichung
- Achsschränkungsabweichung
c) Lagerluft / -Spiel
- gesamtes wirksames Lagerspiel: Zahnräder sind außerhalb der Lager platziert
- wirksame Lagerspielunterschiede: Zahnräder sind befinden sich zwischen den Lagern
d) Lagerverformung
e) Wellenverformung
Legen Sie die Anordnung von Fest- und Loslager einer schrägverzahnten Getriebestufe mit zwei Wellen aus!
Zentrierlagerung: Ausgleich der Verschiebung
- besseres Tragbild
- bessere Breitenlastverteilung
Nenne die möglichen Zahnflankenkorrekturen /-modifikationen!
a) Profilkorrekturen
- Kopf u./o. Fußrücknahmen
- Profilwinkelkorrekturen
- Profilballigkeit
b) Breitenkorrekturen
- Endrücknahme
- Flankenlinienwinkelmodifikationen (Schrägungswinkelmodifikation)
- Breitenballigkeit
c) Flächenkorrekturen
- Korrektur der Eingriffsrichtung (Diagonalrücknahme)
- Verschränkung
- Topografisch
Nennen die Hilfsmittel der Tragbildprüfung!
- Tuschierpaste
- Tragbildlack
- Thermografie
- Indirekt mittels DMS
- Feinpapier
Mit welchen 3 Verfahren der Tragbildprüfung lässt sich die Lastverteilung exakt bestimmen?
Was bewirkt das Einsatzhärten?
- Steigerung des Verschleißwiderstandes durch erhöhte Randschichtenhärte
- Erhöhung der Belastbarkeit
- Verbesserung der Biegewechselfestigkeit und Überlasttoleranz durch zähen Kern
- Erhöhung der Dauerfestigkeit (durch Aufbau von Druckeigenspannungen in den Randschichten)
Wie entstehen Druckeigenspannungen?
durch das Kugelstrahlen
- kleine Strahlmittelkörner werden mit hoher Geschwindigkeit gegen die zubearbeitene Oberfläche geschleudert
- daraus ergeben sich Fehler im Atomgitter, welche eine Volumenzunahme und das Aufbauen von Druckeigenspannungen zur Folge haben
Was bewirken Druckeigenspannungen?
- Erhöhung der Dauerfestigkeit
- gesteigerte Korrosionsbeständigkeit
- Vergrößerung der Oberfläche
Welche Optimierungsmöglichkeiten gibt es bei Sonderverzahnungen?
- großer Eingriffswinkel
- Profilverschiebung, keine spitzen Zähne und kein Unterschnitt
- Zahnflankenkorrekturen
- Achsabstandsänderung
Warum sind zu spitze Zähne bei einsatzgehärteten Verzahnungen zu vermeiden?
Weil die Gefahr es Abbruchs des Zahnkopfes besteht, da dieser beim Härten durchhärtet und spröde wird.
Skizzieren Sie eine Hypoidverzahnung!
gekrümmte Flankenlinie (konkave Flanke kämmt mit konvexer Flanke)
Welche Vorteile hat eine Hypoidverzahnung?
- geräuscharm
- hohe Tragfähigkeit
- wirtschaftliche Fertigung mögl.
Zeichnen Sie eine Kegelradpaarung und die virtuelle Ersatzstirnradpaarung!
siehe Bild
Was ist Läppen?
Spanen mit losem, in der Paste oder Flüssigkeit verteiltem Korn (Läppgemisch)
Zeichne eine Schrägverzahnung im Stirnschnitt.
Zeichne eine Schrägverzahnung im Normalschnitt.
Erläutere kurz das Prinzip der Zweiflankenwälzprüfung?
- einfache und schnelle Prüfung von Verzahnungen
- es werden zwei Zahnräder, ein Lehrzahnrad und der Prüfling, spielfrei abgewälzt, wobei aber immer zwei Flanken im Eingriff stehen
- Grundlage des Prüfverfahrens ist die Tatsache, dass bei einwandfreier Maß- und Formhaltigkeit der Zahnräder der Achsabstand während des Abwälzens immer gleich bleibt
- Um Schwankungen des Achsabstandes zu messen, ist eine Drehachse fest und eine schwimmend gelagert
Was ist eine kunjugierte Verzahnung?
Verzahnung ohne Abweichungen / Korrekturen
Was ist das sogenannte Ease-Off?
Kontaktabstand
- Darstellung der Summe der Flankenkorrekturen/-abweichungen unabhängig davon ob vom Ritzel oder Rad herrührend
Skizziere für Stirnprofilballigkeit das Ease-Off mit dem dazugehörigem Tragbild und der Wälzabweichung.
Erläutere die Vorgehensweise bei der Auslegung modifizierter Verzahnungen.
a) lastabhängige Verformungen sind durch konstruktive Maßnahmen gering zu halten (oder so zu beeinflussen das sie sich teilweise gegenseitig aufheben)
b) Der verbleibende, linear veränderliche Anteil der Kontaktlinienabweichung aus den belastungsabhängigen, thermischen und fliehkraftbedingten Verformungen ist durch eine Schrägungswinkelkorrektur auszugleichen
c) Die um den Erwartungswert 0 schwankende Kontaktlinienabweichung durch die fertigungsbedingten Abweichungen der Verzahnung, die Abweichungen durch Taumeln der Räder und sonstige Belastungsüberhöhungen an den Stirnseiten sind durch eine zusätzliche Balligkeit gering zu halten
Welche Korrektur ist auf dem Bild zu sehen?
Welche Korrektur ist auf dem Bild zu sehen?
Welche Korrektur ist auf dem Bild zu sehen?
Welche Korrektur ist auf dem Bild zu sehen?
Welche Korrektur ist auf dem Bild zu sehen?
