Konstruktionstechnik
Aufgabenbeispiele aus dem Bereich Feinwerktechnik, Konstruktionstechnik (Nur Definitionen und Erläuterungen werden hier abgefragt. Zeichen- und Rechenaufgaben müssen seperat gelernt werden) Kein Anspruch auf Vollständigkeit und Richtigkeit.
Aufgabenbeispiele aus dem Bereich Feinwerktechnik, Konstruktionstechnik (Nur Definitionen und Erläuterungen werden hier abgefragt. Zeichen- und Rechenaufgaben müssen seperat gelernt werden) Kein Anspruch auf Vollständigkeit und Richtigkeit.
Kartei Details
| Karten | 43 |
|---|---|
| Lernende | 16 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Statik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 25.01.2014 / 01.02.2021 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/konstruktionstechnik
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Welche Beanspruchungen treten im Riemen eines Riementriebes auf? An welcher Stelle tritt die höchste Beanspruchung auf?
- Zugbeanspruchung aus Vorspannkraft und Nutzlast
- Biegespannung aus Riemenkrümmung
Die größte Spannung tritt auf der Einlaufseite der kleineren Riemenscheibe auf.
Smin =
AUB - AOW
Wie ist allgemein die Übersetzung eines Getriebes definiert?
(Antriebsdrehzahl) / (Abtriebsdrehzahl)
Pmin =
AUW - AOB
Was sind die wesentlichen Merkmale eines Fest-Los-Lagers? Welche Lagertypen werden eingesetzt?
- axial in beide Richtungen fixierte Welle
- Lastrichtungswechsel der Axialkraft führt zur axialen Verlagerung der Welle um das Axialspiel der Festlager
- Loslager erlaubt Toleranzen und Längenänderungen
Festlager: Kugellager
Loslager: Rollenlager
Warum werden in der Feinwerktechnik häufig Planetengetriebe eingesetzt?
- kompakte Bauweise
- hohes Übertragungsvermögen
- Koaxiale Lage von An- und Abtrieb
- große Übersetzungen in einer Stufe möglich
Was sind die Konsequenzen von Schlupf?
- höherer Verschleiß
- Anpassung der Dehnung mit den Scheiben
Was ist der Vorteil der vorgespannten Schraubenverbindung?
Die Schraube wird entlastet, da die zusätzlich wirkende Betriebskraft zum Teil von den Platten aufgenommen wird.
Welche Größen beschreiben eine Stirnverzahnung?
Modul und Achsabstand
Was sind Vorteile konischer Spannverbindungen?
- Standardbauteil (in zahlreichen Varianten)
- Außschließlich Drehbearbeitung erforderlich
- Stufenlos in Axial- und Winkellage einstellbar
- Schutz vor Überlast
- Lösbare Verbindung
- sehr gute Zentrierungseigenschaften
Welche Werkstoffkombinationen werden für Reibradgetriebe eingesetzt? Mit welchen Vor- und Nachteilen? Was sind Auswahlkriterien?
Weicher + harter Werkstoff (z.B. Alu + Kunststoff): [für Feinmechanik]
- hoher Verschleiß
Zwei harte Werkstoffe: [Für Maschinenbau]
+ hohe Lebensdauer
+ mehr Kraftaufnahme
- Laut
Auswahlkriterien sind ein hohes E-modul, ein hoher Reibungskoeffizient und hohe Wälzfestigkeit
Was sind die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale formschlüssiger und reibschlüssiger Verbindungen?
Formschlüssig:
- keine Justagemöglichkeit
- keine Aufnahme von Überlastungen
- nicht für dynamisch wechselnde Belastung geeignet
- Relativbewegungen außerhalb der Hauptbelastungsrichtung möglich
Reibschlüssig:
- Justagemöglichkeit
- Aufnahme von Überlastungen durch rutschen
- Aufnahme dynamish wechselnder Belastung möglich
Nennen sie mindestens 4 Größen zur Beschreibung einer Stirnverzahnung.
- Einlaufverhalten (Ganzzahlige Übersetzungen vermeiden und Primzahlen für Zähnezahlen anstreben)
- Übersetzungen in einer Stufe i<6...8, darüber weitere Stufung
- kurze Wellen anstreben
- Ritzel: (Breite) / (Teilkreisdurchmesser) Ungefähr Gleich 1
- i.d.R. ist das Großrad aus einem weicheren Werkstoff gefertigt
- Großrad i.d.r. etwas schmaler als das Ritzel
Smax =
AOB - AUW
Wie ist das Kraftverhältnis bei einer vorgespannten Schraubenverbindung definiert?
(Nachgiebigkeit der verspannten Platten) / (Nachgiebigkeit der verspannten Platten + Nachgiebigkeit der Schraube)
Was sind die Auswahlkriterien für die Festlegung der Passungen von Lagern in Gehäusen bzw. Wellen?
Die Bewegungsverhältnisse vom Innen- und Außenring, sowie die Lastverhältnisse
Welche Reibungsarten treten an den Zahnflanken einer Evolventenverzahnung während des Eingriffs auf?
- Nur Rollreibung (als Wälzreibung nur im Wälzpunkt)
- Gleitreibung (an allen anderen Punkten)
Nennen sie Vor- und Nachteile von Wälzlagern.
+ Kostengünstiges, standardisiertes Maschinenelement
+ geringe Anlaufreibung
+ Ermöglichung genauer, spielfreier Lagerungen
+ Aufnahme kombinierter Belastungen
+ einfache Schmierung
+ geringer axialer Bauraum
- keine Dauerfestigkeit
- Laufgeräusche
- Schmutz- und Stoßempfindlichkeit
- größerer radialer Baurum als Gleitlager
Was versteht man bei Kettengetrieben unter dem Polygoneffekt?
In folge der viereckförmigen Auflage einer Kette auf dem Kettenrad schwankt der wirksame Durchmesser am Rad und damit ändert sich auch, bei konst. Winkelgeschwindigkeit, die Kettengeschwindigkeit. Diese Ungleichförmigkeit führt zu unruhigen Lauf.
Der Polygoneffekt führ zu ungleichmäßiger Übersetzung.
Was sind Vor- und Nachteile von Schrägverzahnten Stirnzahnrädern? Wo liegen die Haupteinsatzgebiete?
+ Verringerung der Grenzzähnezahl
+ gleichmäßigeres Trageverhalten (->verringerung der Laufgeräusche)
+ mit den Werkzeugen der Geradverzahnung herstellbar
- Axialkomponente der Zahnnormalkraft (Lagerbelastung)
- Wirkungsgrad etwas geringer als Geradverzahnung
Vorzugsweise für hochbelastete und schnell drehende Getriebe (Pkw, Turbine)
Welche Schlupfarten kennen Sie? Erläutern Sie die Unterschiede.
- Dehnschlupf (Aufgrund elastischer Verformungen der Reibräder)
- Gleitschlupf (Aufgrund derr Übersetzung der durch Normalkraft und Reibbeiwert übertragbaren Umfangskraft)
- Zwangsschlupf (Aufgrund kinematischer Zwangsabweichung)
Erläutern Sie den Unterschied zwischen hydrostatischer und hydrodynamischer Schmierung bei Gleitlagern. Welche Auswirkungen hat dieser Unterschied auf Betrieb und Lebensdauer der Lager?
Bei beiden Lagerprinzipien werden die Reibflächen durch ein Schmiermittel getrennt. Der Verschleiß geht so gegen 0. Allerdings muss bei der hydrostatischen Schmierung der Druck "extern" aufgebaut werden, etwa durch ein Drucköl.
Bei der hydrodynamischen Lagerung findet der Druckaufbau erst oberhalb einer Mindestdrehzahl statt, darunter allerdings gibt es wieder Verschleiß.
Welche Reibungsarten kennen Sie?
- Festkörperreibung (Reibung bei unmittelbarem Kontakt der Reibflächen)
- Mischreibung (Festkörperreibung und Flüssigkeitsreibung liegen vor)
- Flüssigkeitsreibung (Reibflächen vollständig getrennt, kein Verschleiß)
Was versteht man unter der Grenzzähnezahl bei Evolventenzahnrädern? Wie groß ist sie bei unkorrigierten Rädern? Durch welche Maßnahmen kann sie verringert werden?
Kleinstmögliche Zähnezahl ohne Unterschritt
Theoretisch beträgt sie 17. Praktisch ist 14 möglich.
Reduzierung ist durch Profilverschiebung und Schrägverzahnung möglich.
Pmax=
AUB + AOW
Nennen Sie mindestens 2 Gründe für die Anwendung der Profilverschiebung.
- Verringerung der Grenzzähnezahl
- Verbesserung der Zahnfußtragfähigkeit
- Verbesserung des Achsabstandes
Was sind die Auswahlkriterien für die Bestimmung des Los- und Festlagerortes bei einer Fest-Los-Lagerung?
- Festlager benötigt mehr Montageaufwand -> mehr Platz
- Festlager dort, wo keine bzw. geringe Kräfte durch thermische Ausdehnung wirken
- gleichmäßge Lagerbelastung anstreben
- axialbefestigung des Innenrings führt i.d.R. zu einer Kerbwirkung
Nennen Sie 3 Getriebebauformen.
- Zugmittelgetriebe
- Stirnradgetriebe
- Koppelgetriebe
Welche Arten von Schraubensicherungen kennen Sie?
- Konstruktive Maßnahmen (hohe Vorspannkräfte, "elastische" Schrauben)
- Sicherungsmittel (unter den Schraubenkopf zu legende Ringe/Scheiben, Mikroverkapselter Klebstoff)
Warum haben sich bei Zahnradgetrieben Evolventenverzahnungen weitestgehend durchgesetzt?
- einfache, genaue Fertigung
- Unterschiedliche Zahnformen und Zahlen mit einem Werkzeug herstellbar
- Richtung und Größe der Zahnnormalkraft ist konstant
- Gleichförmige Bewegungsübertragung (Verzahnungsgesetz)
- Schrägverzahnung mit Werkzeugen der Geradverzahnung herstellbar
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