Diese Vorlesungsmitschrift beeinhaltet Grundlagen der Konstruktion und Einzelheiten zum Thema Maschinenelemente wie kombinierte Beanspruchung, nichtlösbare und lösbare Verbindungen, elastische Formelemente und Drehbewegungselemente.
Inhaltsverzeichnis
Grundlagen der Konstruktion
I. Technisches Prinzip mittels Sinnbilder zur Prinzipdarstellung
II. Prinzipien des Kraftflusses
III. Freiheiten, Unfreiheiten, Überbestimmtheiten
IV. Grundbeanspruchungen
V. Passungen
Maschinenelemente
I. Kombinierte Beanspruchung
II. Nichtlösbare Verbindungen
1. Schmelzschweißverbindungen
2. Pressschweißverbindungen
3. Lötverbindungen
4. Klebverbindungen
5. Nietverbindungen
III. Lösbare Verbindungen
1. Stiftverbindungen
1.1 Berechnung von Radialstiftverbindungen
1.2 Berechnung von Axialstiftverbindungen
1.3 Berechnung von Befestigungsstiften
2. Passfeder
3. Kraftschlussverbindungen
3.1 Schraubenverbindung
3.2 Klemmverbindungen
3.3 Übermaßverbindungen
IV. Elastische Formelemente
1. Federn
1.1 Biegefedern
1.2 Torsionsfedern
1.3 Auswahl einer Schraubendruckfeder/ Schraubenzugfeder
1.4 Zusammenwirken mehrer Federn
V. Drehbewegungselemente
1. Achsen und Wellen
1.1 Überschlägige Dimensionierung
1.2 Verdrehwinkel/ Verdrehung
1.3 Durchbiegung/ Neigung
1.4 Kritische Drehzahlen
2. Wälzlager
2.1 Lagerauswahl
2.2 Berechnung der Lebensdauer
2.3 Tragfähigkeitsnachweis
2.4 Berechnung der maximal zulässigen Axialkraft
3. Gleitlager
3.1 Gesucht Zapfendurchmesser dz auf Basis der Biegung
3.2 Gesucht Buchsenlage b auf Basis der Flächenpressung
3.3 Buchsenart
3.4 Passungswahl
3.5 Überprüfen der Lagerneigung
4. Berechnung hydrodynamischer Radiallager
4.1 Gesucht Ölsorte
4.2 Festlegung der Passung
4.3 Nachrechnungen
4.4 Reibleistung
4.5 Erforderliche Gehäuseoberfläche
4.6 Überschläglich vorhandene Gehäuseoberfläche
4.7 Schmierstoffmenge
5. Kupplungen
5.1 Dimensionierung Einscheibenreibkupplung
5.2 Kegelreibkupplung
Zielsetzung & Themen
Das Ziel dieses Dokuments ist die Bereitstellung einer kompakten, formelgestützten Anleitung für die konstruktive Auslegung und Berechnung von Maschinenelementen, um sicherheitsrelevante Spannungsnachweise und Dimensionierungen effizient durchzuführen.
- Grundlagen der technischen Konstruktion und Spannungsberechnung
- Auslegung von Verbindungen (Schweiß-, Löt-, Kleb-, Niet- und lösbare Verbindungen)
- Berechnung und Dimensionierung elastischer Formelemente (Federn)
- Dimensionierung von Drehbewegungselementen (Achsen, Wellen, Wälz- und Gleitlager)
- Methoden zur Kupplungsdimensionierung und Reibungsanalyse
Auszug aus dem Buch
1.1 Überschlägige Dimensionierung
Es ist zweckmäßig, für einen torsionsbeanspruchten Wellenstrang den erforderlichen kleinsten Durchmesser nach zulässigen Erfahrungsbeanspruchungen vorauszubestimmen.
An jeder Stelle markanten Stelle des Biegemomentenverlaufs muss ein Ergebnis für den Durchmesser rauskommen!!!
a) Berechnen des Biegemomentenverlaufs
Es muss an allen Stellen, an denen Kräfte auftauchen inklusive der Lagerstellen (evtl. Lagerreaktionen nötig) das Biegemoment (Kraft mal Weg) ausgerechnet werden. An den beiden Enden der Welle ist dieses Null.
b) Berechnen des Drehmomentes
Mt = 9550 * P / n (Mt in Nm, P in kW, n in min-1)
Zusammenfassung der Kapitel
Grundlagen der Konstruktion: Vermittelt die Basisprinzipien technischer Konstruktionen, einschließlich Kraftfluss, Freiheitsgrade und grundlegender Beanspruchungsarten.
Maschinenelemente: Behandelt die systematische Auslegung und Berechnung von Verbindungen sowie rotierenden und elastischen Maschinenelementen.
Schlüsselwörter
Konstruktion, Maschinenelemente, Spannungsnachweis, Wellen, Achsen, Wälzlager, Gleitlager, Schraubenverbindung, Festigkeit, Schweißverbindung, Feder, Drehmoment, Biegemoment, Kupplungen, Dimensionierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Diese Arbeit dient als technisches Nachschlagewerk und Leitfaden für die Berechnung und konstruktive Auslegung von Maschinenelementen in der Praxis.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen umfassen die technische Konstruktion, Verbindungstechnik, elastische Formelemente sowie die Auslegung von Drehbewegungselementen wie Wellen und Lagern.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist die Bereitstellung der notwendigen Formeln und methodischen Schritte, um Bauteile sicher zu dimensionieren und ihre Festigkeit nachzuweisen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird die klassische Ingenieursmethode der festigkeitsorientierten Auslegung durch analytische Berechnung von Spannungen und Belastungsfällen angewendet.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Berechnung von Verbindungen, die Auslegung von Federn sowie die Dimensionierung und Nachrechnung von Wellen und Lagerungen.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Begriffe sind Konstruktion, Maschinenelemente, Spannungsnachweis, Wellen, Wälzlager, Gleitlager und Festigkeit.
Wie erfolgt die Dimensionierung von Wellen?
Die Dimensionierung erfolgt schrittweise durch die Ermittlung von Biegemomentenverläufen und Drehmomenten, gefolgt von der rechnerischen Bestimmung der notwendigen Durchmesser unter Berücksichtigung der zulässigen Spannungen.
Worauf ist bei der Auslegung von Wälzlagern zu achten?
Wichtig sind die Ermittlung der ideellen Belastung aus radialen und axialen Kräften, die Lagerauswahl anhand der Tragzahl sowie der rechnerische Nachweis der Lebensdauer.
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- Anonym (Autor), 2014, Maschinenelemente, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/277767
