Set of flashcards Maschinenelemente 2 (MAE2) (Page 1 of 5)

Flashcards	193
Students	20
Language	Deutsch
Category	Technology
Level	University
Created / Updated	26.09.2019 / 18.12.2020
Weblink	https://card2brain.ch/box/20190926_maschinenelemente_2_mae2
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(1)Welcher grundlegende Unterschied besteht zwischen Achsen und Wellen? Darf sich eine Achse drehen (Begründung)?

Wellen übertragen ein Drehmoment, Achsen nicht.
Achsen dürfen sich mit umlaufenden Bauteilen drehen. Der Vorteil dabei ist ein einfacher Zugang zum Lager.

(2)Welche zwei Hauptbeanspruchungen treten bei Wellen im Maschinenbau auf?

• Torsion und Biegung

(3)Zwei Lager einer Welle mit symmetrisch liegendem Stirnrad sind anzuordnen? Welche Vorteile (für Welle und Lager) bietet ein kurzer Lagerabstand gegenüber einem großen?

Geringere Biegemomente und LagerkräfteDurchbiegung minimiert, bessere Steifigkeit des Systems

(4)Nennen Sie drei wesentliche Anforderungen an einen Wellenwerkstoff in einem Stirnradgetriebe!

Hohe Dauerfestigkeit (Umlaufbiegung)
Hohe Zähigkeit -> duktiles Verhalten (im Kern)
Hohe Steifigkeit (Verformungsgrenzen)
Gute Herstell- Bearbeitbarkeit (Serie!!!) -> z.B. schnelle CNC Bearbeitung bei Massenfertigung
Verschleißfeste Oberflächen

(5)Welche zwei Gruppen von Stählen werden hauptsächlich bei höher beanspruchten Wellen verwendet?

• Vergütungsstahl

• Einsatzstahl

(6)Die zu konstruierende Welle muss an verschiedenen Stellen gegen Verschleiß geschützt werden. Welche Art von Stahl ist zu wählen?

Einsatzstahl (härtbar)

(7)Welche beiden Achs-Konzepte werden in Fahrzeugen verwendet?

Feststehende Achsen
Umlaufende Achsen

(8)Nennen Sie zwei Vorteile von feststehenden gegenüber umlaufenden Achsen!

Tragfähigkeit höher
Dynamische Scherbeanspruchung höher

(9)Was ist der Unterschied zwischen einem Trag- und einem Spurzapfen?

Tragzapfen: Kraft senkrecht zur Drehachse
Spurzapfen: Kraft in Richtung der Drehachse (auf Stirnfläche der Achse bzw. Welle, Axiallager)

(10) Nennen Sie zwei Ausführungsformen von normgerechten Wellenenden!

Zylindrische und kegelige Wellenenden

(11) Welche drei grundlegenden Berechnungsnachweise müssen bei der Auslegung von Wellen und Achsen erfolgen?

Tragfähigkeit

Elastisches Verhalten

Kritische Drehzahlen

(12) Wozu wird der Anwendungs- und Betriebsfaktor KA bei der Dimensionierung und beim Sicherheitsnachweis verwendet?

Um Belastungsspitzen der Bauteile durch unregelmäßige Schwankungen d. äußeren Last zu berücksichtigen

(13) Welche Verformungen sind bei Wellen und Achsen zu prüfen? Nennen Sie ein technisches Beispiel für eine Verformungsgrenze!

Verformung bei Torsionsbeanspruchung
Verformung bei Beigebeanspruchung
-> Längenänderungen

(14) Nennen Sie drei Beispiele aus der Praxis, in denen Durchbiegungen der Welle (bzw. Achse) die

Funktion gefährden können!

• Zahneingriff
• Gleitlager
• Wälzlager

(15)Welche(r) Werkstofffamilie(n) ist für geringe Verformungen am besten geeignet

Vergütungsstähle

Grauguss mit Lamellengraphit

Aluminiumlegierungen

Polypropylen

Baustähle

(16) Welche kritischen Drehzahlen sind bei der Berechnung von Wellen und Achsen gegebenenfalls zu prüfen?

Biegekritische Drehzahlen
Torsionskritische Drehzahlen

(17) Verändert sich die biegekritische Drehzahl einer Welle (mehrere Antworten möglich)

mit Änderung des Wellenwerkstoffs
mit Änderung der Betriebsdrehzahl der Welle
mit Änderung des Wellendurchmessers
mit Änderung der auf die Welle wirkenden Biegelast.

mit Änderung des Wellenwerkstoffs
mit Änderung der Betriebsdrehzahl der Welle
mit Änderung des Wellendurchmessers

(18) Was bedeutet unterkritischer Betrieb bei Betrieb einer Maschine hinsichtlich des dynamischen Verhaltens von Wellen?

Betriebsdrehzahl mind. 20% unter der kritischen Drehzahl gewährleistet funktionssicheren Betrieb im Hinsicht auf Schwingungen

(19) Was ist beim Anlauf einer Maschine zu beachten, wenn der Betrieb überkritisch erfolgt

Der Bereich der kritischen Drehzahl sollte schnell durchfahren werden um ein Aufschaukeln der Amplitude zu vermeiden

(20) Nennen Sie zwei Maßnahmen, um die Welle/Achse montagefreundlicher zu gestalten (mit Begründung)!

Anfasen der Wellenenden
Absätze als Anschläge für Scheiben
-> Geht schneller, schont Material (sonst Erhitzung/ Abkühlung der Teile bei De-/Montage)

(21) Nennen Sie zwei Maßnahmen, um konzeptionell Wellen/Achsen vor zu hohen Biegemomenten und Kräften zu bewahren!

Geringe Stützweiten zwischen Lagern (zudem noch kleiner, kostengünstiger)
Vermeidung von fliegender Lagerung (am besten noch symmetrisch)

(22) Nennen Sie zwei Maßnahmen, um Wellen/Achsen wirtschaftlicher fertigen zu können!

Verwendung von Fertigteilen, wenn möglich (Voll- und Hohlprofile)
Verwenden genormter Anschlussmaße und Sitzmaße

(23) Nennen Sie vier Regeln, die bei unvermeidlichen technische Kerben von Wellen/Achsen zu geringeren Kerbwirkungen führen (Kerbe und Regel nennen)!

Kerbwirkung in gefährdeten Querschnittsübergängen durch Oberflächenbehandlungsverfahren wie Rollen, Drücken oder Kugelstrahlen mindern (Verfestigt Randschichten und damit Dauerfestigkeit)
Schmiermittelbohrungen nach Möglichkeit in die neutrale Faser der Welle/Achse legen
Querbohrungen vermeiden
Vermeidung der Überlagerung von Kerbwirkungen in einem Querschnitt z.B. Durchmessersprung und Passfedernut
Axiale Festlegung von Naben durch Distanzbuchen Verlegung scharfer Einstichein weniger belastete Wellenbereiche

(24) Für was wird bei der Gestaltung von Wellen/Achsen ein Korbbogen eingesetzt! Wie wird er ausgeführt (Skizze)?

Vermeiden von starken Querschnittsänderungen
Einem großen Übergangsradius von R = d/5 folgt ein kleiner Radius r = d/20

(25) Wie ist der Wirkungsgrad eines Getriebes definiert? Nennen Sie zwei Ursachen für Leistungsverluste im Getriebe!

Wirkungsgrad = Pab / Pzu *100
Verzahnungsverluste, Reibverluste
Verluste durch Lagerreibung
Leerlaufverluste

(26) Nennen zwei Antriebselemente, welche für reibschlüssige Umschlingungsgetriebe eingesetzt werden können!

• Keil- / Flachriemen

• Seiltrieb

(27) Nennen Sie je ein Antriebselement

a) für ein formschlüssiges Umschlingungsgetriebe:

b) für ein kraftschlüssiges Wälzgetriebe

a) o Zahnriemen

o Ketten

b) o Elektromotor

(28) Was ist ein Sammelgetriebe, was ein Verteilergetriebe?

Sammelgetriebe: „Drehmomente sammeln“-> mehr als ein Antrieb verknüpft
Verteilergetriebe: „Drehmomente verteilen“

(29) Welchen Hauptvorteil weisen Umschlingungsgetriebe auf?

• Große Achsabstände können überbrückt werden

(30) Nennen Sie drei Hauptfunktionen von Zahnradgetrieben!

Drehmoment oder Drehzahl wandeln
Richtungsänderung bei der Drehmomentübertragung
Schlupflose Übertragung von Leistung und Drehbewegung bei konstanter Übersetzung

(31) Wie ist die Übersetzung i definiert (Formel mit Namen)?

(32) Wie lautet die Gleichung für die Übersetzung i bezüglich der Verhältnisse der Teilkreisdurchmesser der Stirnräder, bezüglich der Drehzahlen und bezüglich der Zähnezahlen (Indizierung mit Erklärung für Antrieb und Abtrieb)?

1 : treibend || 2 : getrieben

(33) Was ist das Zähnezahlverhältnis u? Wie unterscheidet es sich von der Übersetzung i?

-> u ist im Gegensatz zu i immer größer als 1

(34) Wozu dienen Kegelräder in Zahnradgetrieben?

Richtungsänderung bei Drehmomentübertragung um 90°

(35) Nennen Sie zwei Zahnradformen, mit denen sich kreuzende Achslagen realisieren lassen?

• Kegelschraubgetriebe
• Schneckengetriebe
• Schraubradgetriebe

(36) Was muss eine Zahnflankenform hinsichtlich der Übersetzung i gewährleisten?

Es muss ein dauernder Kontakt zwischen den Zahnflanken während des Eingriffs bestehen
Die Drehzahl der Räder darf beim Umlauf nicht von der Zahnradgeometrie abhängen

(37) Was besagt das Verzahnungsgesetz?

Die Drehbewegung über einen Zahntrieb wird dann gleichförmig (i = konstant) übertragen, wenn die Normale zu jedem Berührpunkt der Zahnflanken durch den Wälzpunkt verläuft

(38) Skizzieren Sie zwei Zahnradflanken mit Berührpunkt B und zeichnen Sie die dazugehörigen Geschwindigkeitsvektoren ein? Welche Bedingung muss diesbezüglich gelten und warum?

Bedingung: i = (v₁*R₂)/(R₁*v₂) = konstant, da sonst Räder voneinander abgeben!

(39) Wo ist die Gleitgeschwindigkeit beim Abwälzen der Zahnflanken am kleinsten, wo am größten?

Am kleinsten ist die Gleitgeschwindigkeit im Wälzpunkt (=0), am Größten am Kopf bzw. Fuß

(40) Nennen zwei mathematische Kurven, die bei geradverzahnten Stirnrädern für die Zahnflankenform verwendet werden.

• Evolventenverzahnung

• Zykloidenverzahnung

Maschinenelemente 2 (MAE2)

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