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Malena N_
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Sprache Deutsch
Stufe Andere
Erstellt / Aktualisiert 18.02.2014 / 30.04.2019
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Skizzieren Sie zu FSA=2000N und Ф=0,2 ein maßstäbliches Verspannungsdreieck für eine Vorspannkraft von FV=20000N.

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siehe Bild

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Wie groß ist bei einer Schraubenverbindung mit der Schraubennachgiebigkeit δs=4*10-8mm/N und der Plattennachgiebigkeit δp=1*10-8 mm/N das Kraftverhältnis?

Wie groß wird bei diesem Kraftverhältnis die Schraubenzusatzkraft bei einer Betriebskraft FA=10000N?

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siehe Bild

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Was ist der Vorteil einer vorgespannten Schraubenverbindung? Erläutern Sie ihre Ansicht am Schraubenverspannungsdreieck.

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+ reibschlüssige Übertragung der Kräfte

+ Sicherung der Verbindungen gegen Lösen

+ Betriebskraft FA muss nur zu einem Teil von der Schraube aufgenommen werden

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Wie ist das Kraftverhältnis bei bei einer vorgespannten Schraubenverbindung definiert?

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siehe Bild

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Nach welchen Kriterien wird ein Querpressverband ausgelegt? Welchen zusammenhang gibt es zur Festigung der Bauteiltoleranzen?

Erforderlicher Fugendruck zur Funktionserfüllung

  • →Drehmomentübertragung oder Axialkraftübertragung (Mindestpassung)
  • → kleinste zulässige Welle trifft auf größte zulässige Bohrung → kleinstes Übermaß

Maximal auftretender Fugendruck

  • resultierend aus Toleranzen (Maximalpassung wegen Bauteilbeanspruchung)
  • → größte zulässige Welle trifft auf kleinste zulässige Bohrung (Wellen und Nabentoleranz festlegen)

Festlegung von Bauteiltoleranzen

→ Welle, muss bei allen Toleranzen, von Welle und Bohrung, größer sein als die Nabe.

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Welche Beanspruchungen sind bei der Auslegung von Nietverbindungen maßgeblich?

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Roloff-Matekk: Nietverbindungen sind in der Regel für die Übertragung von Scher und Lochleibungskräften zu bemessen. Zugbeanspruchung versucht man zu vermeiden!

- Absetzen der Niete

- Lochleibung der Bauteile

 

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Skizzieren Sie zwei Varianten konischer Spannverbindungen? Was sind die Vorteile dieser Spannverbindung?

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Zwischenspannsysteme:

+ schnelle und leichte Montage

+ Lösbare Verbindung

+ beliebige Lage der Nabe in axialer und tangentialer Richtung realisierbar

+ Standardbauteil

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Skizzieren Sie fünf Lösungen unterschiedlicher Wirkprinzipien, zwei Bleche von zwei mm Dicke stumpf zu verbinden.

Stoffschlußverbindungen

- Schweißen

- Löten

- Kleben

Reibschlußverbindung

- Preßverbindung

Formschluß

- Schrauben

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Skizzieren Sie für zwei Stumpf zu verbindende Bleche von s=2mm und einer Breite von b=50mm eine Löt, eine Schweiß und eine Nietverbindung. Diskutieren Sie Vor- und Nachteile.

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- Nietverbindung

+ keine Werkstoffbeeinflussung

+ gute Automatisierbarkeit

+ kein schlagartiges Versagen

+ gute Kontrollierbarkeit

- schlechte Demontageeigenschaft

- Gefahr der Kontaktkorosion

- keine großen Fläche möglich

-Lötverbindung:

+ Verbindung unterschiedlicher Materialien

+ geringe Temperatur

+ gute Leitfähigkeit

+ geeignet für Massenfertigung

- aufwendige Nahtvorbereitung

- Korrosion --> Flussmittelreste

- Lotflüssigkeit --> Flussmittelreste

-Schweißverbindung:

+ hohe Belastbarkeit

+ geringe Vorbereitung

- hohe Temperaturen

- Dämpfe

- schlecht Demontierbar

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Skizzieren Sie vier Lösungen ein Stahlrohr Durchmesser 80*5mm zu verschließen (Kupferrohr Durchmesser 25*1,5mm)

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siehe Bild

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Nennen und skizzieren Sie die Welle-Nabe-Verbindungen, Nasenkeil. Was sind die Dimensionierungskriterien?

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Polygonprofil bei einzutreibenden Nutenkeilen also auch bei Treibkeilen, ist eine ausreichende Wellennutlänge zum einwandfreien Einführen in die Nut vorzuziehen.

Dimensionierung:

- zwischen Welle und Nabe ist eine Enge Übergang- oder leichte Übermaßpassung zu wählen, um das Verlaufen und außermittige "sitzen" der Nabe möglichst zu vermeiden

- die Nabenabmessung werden in Abhängigkeit vom Wellendurchmesser gewählt

- das übertragbare Drehmoment ist weitgehend von der Eintreibkraft des Keiles abhängig und daher rechnerisch schwer zu erfassen

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Nennen und skizzieren Sie die Welle-Nabe-Verbindungen, Passfederverbindung. Was sind die Dimensionierungskriterien?

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Dimensionierung: Mnicht "my"

Flächenpressung Nabennut: Formel1

Wellennut: Formel2

+ leichte Montage und Demontage

+ einfache Fertigung

- hohe Kerbwirkung

- Unwucht bei hohen Drehzahlen

- nicht für dyn. wechselnde Beanspruchung

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Nennen und skizzieren Sie die Welle-Nabe-Verbindungen, Pressverband. Was sind die Dimensionierungskriterien?

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Pressverband: Skizze

- Querpressverband als Schrumpfpressverband bei denen vor dem Fügen die Narbe erwärmt (in Öl, in elektrisch oder gasbeheizten Öfen) und auf die Welle aufgeschrumpft wird.

Dimensionierung:

- Welle mus bei allen Toleranzlagen von Welle und Bohrung größer sein als die Bohrung

-Erforderlicher Fugendruck zur Funktionserfüllung (Drehmomentübertragung)

- kleinste zulässige Welle trifft auf größte zulässige Bohrung

- Maximal auftretender Fugendruck resultierend aus Toleranzen "größte zulässige Welle trifft auf kleinste zulässige Bohrung"

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Was sind die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale und Einsatzgebiete formschlüssiger und reibschlüssiger Verbindungen?

Formschluß-Verbindung: Bolzen-Stiftverbindungen, Nietverbindung, Paß- und Scheibenfederverbindung

- nicht für dynamisch wechselnde Belastung

Reibschluß-Verbindung: Keilverbindungen, Kegelsitz, Pressverbindung, Klemmverbindung

- auch für dynamisch wechselnde Belastung

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Nennen und erläutern Sie die drei wesentlichen Wirkprinzipien von Bauteilverbindungen sowie die Auswahl- und Dimensionierungskriterien für Verbindungen.

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Reibschluß:  Durch Verspannen der Normalkraft in den sich berührenden Flächen werden Reibungskräfte (Tangentialkräfte) erzeugt , die den zu übertragenden Verschiebungskräften entgegenwirken.

Übertragen von Belastungen an Wirkflächenpaaren durch Erzeugen einer Reibkraft mit einer Normalkraft (coulombsches Reibungsgesetz)

Dimensionierung:  F=

Anwendungskriterien:

+ einfache und kostengünstige Verbindung von Bauteilen aus unterschiedlicher Materialien

+ justage von Bauteilen

+ auch für dynamisch wechselnde Belastungen

Formschluß: "die Kraftübertragung über Formelemente, die als Mitnehmer wirken, erfolgt"

Übetragen von Belastungen an Wirkflächenpaaren durch Aufnehmen einer Flächenpressung p

Dimensionierung: p=

Anwendungskriterien:

- häufige und einfache Montage, Demontage

- eindeutige Positionierung von Bauteilen

- Verbinden unterschiedlicher Materialien

- Aufnehmen von Relativbewegungen außerhalb der Hauptbelastung

- nicht für dyn. wechselnde Beanspruchung

Bsp.: Passfederverbindungen, Schnappverbindungen, Nietverbindungen

Stoffschluß: "mit oder ohne Zuhilfenahme von Zusatzwerkstoffe, die Teile an den Stoßstellen zu einer unlösbaren Einheit vereinigt werden.

Übertragen von Belastungen an der Fügestelle durch stoffliches Vereinigen der Bauteilwertstoffe ohne oder mit Zusatzwerkstoffen

Dimensionierung: Bestimmung des Beanspruchungszustand nach den Gesetzen der Festigkeitslehre

Anwendungskriterien:

+ Dichten der Fügestellen

+ Verwendung genormter Bauteile und Halbzeuge

+ dynamische Belastungen

- mögliche chemische oder thermische Beinflussung der Bauteile

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Was versteht man bei Kettengetriebe unter dem Polygoneffekt?

  • Ungleichförmigkeit der Kettenfortschrittgeschwindigkeit (Vieleckwirkung)

              → Zähnezahl z < 16

  • unruiger Lauf der Kette → Schwingung → ungleichförmige Übertragung
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Kupplungen:

Skizzieren Sie eine einfache Reibungskupplung. Wie groß ist das übertragbare Moment ? Erläutern sie die Einflussgrößen ?

 

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siehe Bild

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Wie sind die Federkonstanten der skizzierten Federanordnung bei Bewegung der oberen Platte nach unten? Zeichnen Sie ein maßstäbliches Kraft-Wege-Diagramm für die Bewegung bis zur Berührung der Platten.

c1=20 N/mm; c2=20 N/mm; c3=30 N/mm; c4=30 N/mm

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siehe Rechnung

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Wie sind die Federkonstanten der skizzierten Federanordnungen? 

Handelt es sich um Reihen- oder Parallelschaltung ?

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a) Reihenschaltung 

b) Reihenschaltung

c) Parallelschaltung

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Wie ist die Gesamtfederkonstante der skizzierten Federanordung in den Bereichen I,II und III ?

Zeichen sie ein maßstäbliches Kraft- Weg- Diagramm für die Bewegung der oberen Platte nach Unten!

c1= 10 N/mm

c2= 20 N/mm

c3= 30 N/mm

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siehe Bild

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Wie ist die Gesamtfederkonstante der skizzierten Federanordnung? Wie groß sind der Gesamtfederweg und der Federweg an der Zwischenplatte bei einer Kraft von F=250N?

C1=10 N/mm;  C2=20 N/mm;   C3=10 N/mm;  C4=40 N/mm;  C5=40 N/mm

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siehe Rechnung

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Welche Beanspruchungen treten im Riemen eines Riementriebes auf ? An welcher Stelle tritt die höchste Beanspruchung auf?

b) Bestimmen sie für das gezeigte Riemengetriebe die Riemengeschwindigkeit vr , die Winkelgeschwindigkeit ω1 und den Durchmesser d

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Zugbeanspruchung aus Vorspannkraft

Zugbeanspruchung aus Nutzlast

Biegebeanspruchung aus Riemenkrümmung

Größte Beanspruchung an Einlaufseile der kleinen Riemenscheibe

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Welche Beanspruchungen treten im Riemen eines Riementriebes auf? An welcher Stelle tritt die höchste Beanspruchung auf?

Welche Schlupfformen können bei Flach- und bei Zahnriemen auftreten? Was sind die Konsequenzen von Schlupf?

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Flachriemen: Dehn und Gleitschlupf

Zahnriemen: kein Schlupf , da der Riemen formschlüssig auf dem Zahnrad läuft

Konsequenzen: Abweichung der Geschwindigkeiten miteinander in Reibkontakt stehender mechanischer Elemente oder Fluide unter tangentialer Belastung.

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Welche Werkstoffkombinationen werden für Reibradgetriebe eingesetzt?

Je nach Anwendung:

Maschienenbau: (Übertragung großer Leistungen) --> Metall - Metall : Hohe Geräuschentwicklung

Feinmechanik/ Gerätetechnik: ( kleinere Leistungen ) --> Matell ( z.B. Alu ) Mit Weichstoffrad ( z.B. Gummi)

Werkstoffanforderung:

  • Wälzfestigkeit (Dauerfestigkeit)
  • Geringe Wärmeausdehnung
  • Hoher Reibungsbeiwert
  • Hohes Elastizitätsmodul
  •  
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Warum werden in der Feinwerktechnik häufig Planetengetriebe eingesetzt?

  • „Harmonie Dire“   Planetengetriebe= Umlaufgetriebe
  • Kompakte Bauweise
  • Hohes Übertragungsvermögen durch Zerstreuungsverzweigung
  • Koaxiale Lage von An- und Abtrieb
  • Große Übersetzung in einer Stufe möglich
  • Überlagerungsgetriebe möglich
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Welche Arten von Reibung treten an den Zahnflanken einer Evolventenverzahnung während des Eingriffs auf?

  • Rollreibung durch Evolventen
  • Festkörperreibung
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Nennen Sie mindestens zwei Gründe für die Anwendung der Profilverschiebung?

+ Vermeidung von Unterschnitt

+ Korrektor von Achsabständen

+ Verringerung der Grenzzähnezahl

-Eingriffswinkel α

-Betriebseingriffswinkel αω

-Zahnnormalkraft FN

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Welche Schlupfarten kennen Sie ? Erläutern sie die Unterschiede !

3 Arten von Schlupf bei reibschlüssigen Getrieben

Dehnschlupf: Auf Grund der Verformung der Reibräder, Verformung der Reibräder führt zu verschiedener Radien

Gleitschlupf: auf Grund der Überschreitung, der durch Normalkraft und Reibbeiwert übertragbaren Umfangskraft ( Durchrutschen)

Zwangsschlupf: auf Grund kinematischer Zwangsabweichung ( Berührtangente der Reibfläche geht nicht durch den Achsenschnittpunkt)

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Was sind die Vor- und Nachteile von schrägverzahnten Stirnrahnrädern ? Wo liegen die Haupteinsatzgebiete ? 

Vorteile:

  • Verringerung der Grenzzähnezahl
  • mit dem Werkzeug der Geradverzahnung herstellbar
  • gleichmäßiges Tragverhalten --> Verringerung der Laufgeräusche
  • kontinuierlicher Zahneingriff

Nachteile:

  • Wirkungsgrad geringer als bei Geradverzahnung
  • Axialkraftkomponente der Welle muss im Lager aufgenommen werden --> kann durch Doppelschräg- oder Pfeilverzahnung aufgehoben werden

Roloff / Matekk:

Vorteile gegenüber geradverzahten :

  • ruhiger Lauf, da Eingriff und Ablösung der Zähne allmählich erfolgen und mehr Zähne gleichzeitig im Eingrif sind ( Größerer Überdeckungsgrad ) 
  • höher Belastbar

Nachteile:

  • Axialkräfte ,die zusätzlich Belastungen für die Welle und Lager bedeuten und damit höhere Reibungsverluste und somit ein etwas geringerer Wirkungsgrad.
  • Axialkraft lässt dich durch Doppelschräg- oder Pfeilverzahnung aufheben

Einsatzgebiete:

  • Schnelldrehende und hoch belastete Getriebe ( PKW , Turbine )
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Wie groß ist der Achsabstand, wenn z1=23 und das Gegenrad eine Zähnezahl von z2=39 hat? Wie groß ist die Teilung?

m= 1,5

Lizenzierung: Keine Angabe

siehe Rechnung