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Maschinenelemente II (Subject) / Theorie (Lesson)
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- Bei der Auslegung von Wälzlagern wird die äquivalente Lagerlast P mit Hilfe der Formel P = X * FR + Y * FA bestimmt. Wie groß ist Y * FA bei dem dargestellten Lager ? Begründen Sie die Aussage ! Null, da dieses Lager keine Axialkräfte übertragen kann und FA somit immer 0 ist.
- Warum beeinflusst die Gestaltung (Größe) des Käfigs bei Wälzlagern die Tragfähigkeit eines Lagers ? ein kleinerer Käfig bedeutet: - größere Wälzkörper möglich - mehr Wälzkörper möglich
- Warum dürfen Pressverbindungen auf der Grundlage der bei der Montage auftretenden Kräfte ausgelegt werden ? Welche Rolle spielen die durch den Bertieb zusätzlich auftretenden Kräfte ? (Keine Rechnung erforderlich!) d.h.: - Die Vergleichsspannung steigt im Betrieb um maximal 3% - Zusätzliche Spannungen durch die übertragenen Kräfte sind für die Beanspruchung der Nabe praktisch ohne Bedeutung und die Auslegung kann sich auf den Montagezustand beschränken !
- Wie werden die drei gezeichneten Schmierzustände bezeichnet ? Festkörperreibung Mischreibung Vollschmierung / Flüssigkeitsreibung
- Nennen Sie vier konkrete (nicht prinzipielle) Möglichkeiten, wie eine Welle und eine Nabe zur Übertragung eines Drehmomentes verbunden werden können: Passfeder Schrumpfverbindung Vielkeilwelle Polygonwelle
- Welche Funktionen können durch Schraubenverbindungen ohne zusätzliche Hilfselemente erfüllt werden (bitte ankreuzen)? Kraft leiten
- Wodurch unterscheiden sich die Verbindungsarten Löten und Schweissen ? Nennen Sie DEN wesentlichen Unterschied. Löten: Die Grundwerkstoffe werden durch das Lot benetzt, ohne dass diese geschmolzen werden. Schweissen: Die Grundwerkstoffe werden zusammen mit dem Schweissdraht geschmolzen und im plastischen oder flüssigen Zustand vereinigt.
- Beschreiben / Nennen Sie die 3 wesentlichen Schritte für die Auslegung einer Passfederverbindung, wenn der Wellendurchmesser und das Drehmoment gegeben sind. 1) Ablesen von Breite, Höhe und Nuttiefen aus der Norm 2) Entscheidung Methode B oder C 3) Berechnung der erforderlichen Länge / tragenden Länge
- Dieser Wälzkörper hat durch „Ermüdung“ versagt. Welche Spannung ist für Ermüdung ursächlich und an welcher Stelle tritt diese schädigende Spannung auf. Schubspannung Bruchteile von mm unterhalb der Oberfläche
- Welchen gravierenden Vorteil besitzen Blindniete gegenüber herkömmlichen Nieten ? Fügen ohne Zugänglichkeit der Rückseite möglich
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- Die Lebensdauer eines Wälzlagers in Stunden wird mit L10h bezeichnet. Welche Bedeutung hat der Index „10“ ? 10 = 10% Ausfallwhrscheinlichkeit = 90 % Überlebenswahrscheinlichkeit
- Nennen Sie drei Vorteile und drei Nachteile, die das Löten gegenüber dem Schweißen besitzt: VORTEILE: -geringerer Wärmeverzug-geringerer Energieverbrauch -keine Gefügeumwandlung -auch für dünne Bleche -universelle Einsetzbarkeit der Lote NACHTEILE -Korrosionsgefahr 1.unterschiedliches Potenzial (Lot – Grundmaterial) 2.Flussmittelreste -Sorgfältige Vorbereitung im Vergleich zum Schweißen erforderlich 1.metallisch blanke Oberflächen erforderlich 2.fettfrei -teures Lot
- Für eine Konstruktion soll ein Rillenkugellager mit d = 40 mm zum Einsatz kommen. Wählen Sie die möglichen Lager aus der Tabelle aus (bitte ankreuzen): Alle Lager, die mit „6“ beginnen sind Rillenkugellager Alle Lager, die mir „8“ enden sind für d = 40 mm
- Ist die Wahl des Passfederwerkstoffes St 60 2K sinnvoll? Nein, denn auch bei Verwendung von St 50 2K würde die minimale zulässige Flächenpressung immer noch durch den Nabenwerkstoff bestimmt und somit würde sich auch bei St 50 2K eine Passfederlänge von 110mm ergeben. St 60 2K ist also nicht erforderlich.
- Welche der verfügbaren Wellen-Passungen könnten dann mit einer Bohrung H7 kombiniert werden? Umin wird gebildet aus der kleinsten Welle und der größten Bohrung. Dann ist das rechnerische Übermaß minimal: Umin < AuW - AoB AoB = 40 Umin + AoB < AuW
- Bei der Auslegung von Pressverbindungen gibt es zwei Auslegungsgrenzen. Welche sind dies? Welches wird aus Zmin berechnet und welches wird aus Zmax berechnet Aus Zmin wird Pmin berechnet und hieraus folgt die für die sichere Übertragung der Kräfte und Drehmomente mindestens erforderliche Flächenpressung. Aus Zmax wird Pmax berechnet und hieraus folgt die Flächenpressung, die zu der für den Werkstoff gerade noch ertragbaren Belastung führt.
- Skizzieren Sie eine formschlüssige und eine kraftschlüssige Schraubenverbindung und zeichnen Sie die von außen wirkende Betriebskraft ein. Beschreiben Sie kurz den prinzipiellen Unterschied zwischen den Verbindungsarten. Wie groß ist jeweils die in der Schrauber wirkende Kraft FA? In einer formschlüssigen Schraubenverbindung wirkt dieBetriebskraft in axialer Richtung der Schraube, d.h. in der gleichenRichtung wie die Vorspannkraft. In der Auslegungsgleichung istFA≠ 0. In einer kraftschlüssigen Schraubenverbindung wirkt dieVorspannkraft so, dass die Betriebskraft allein durchReibungskräfte übertragen werden muss (Durchrutschen =Versagen). In der Auslegungsgleichung ist FA= 0.
- Wie groß sind Rm und RP0,2 einer Schraube der Festigkeitsklasse 7.7 ? Rm = erste Zahl * 100 = 700 N/mm²RP0,2 = zweite Zahl * Rm / 10 = 7 * 700 N/mm² / 10 = 490 N/mm²
- Welche der folgenden Aussagen zu Pressverbindungen ist richtig: Das wirksame Übermaß ist Messbares Übermaß minus Glättung Für die Montage einesLängspressverbandes ist: kein Drucköl erforderlich Der Innendurchmesser der Nabe ist kleiner Als der Außendurchmesser der Welle
- Eine Welle mit d = 45 mm dreht sich mit 50 U/min und soll an einer Stelle mit Hilfe eines Wälzlagers gelagert werden. Es wirken zwei Kraftkomponenten: Fr = 10000 N und Fa = 100 N. Welche Lager aus der folgenden Tabelle sind geeignet ? - 50 U/min = statisch, d.h. C0 ist die gültige Tragzahl- erforderlich ist Fr = C0 = 10000 N- Axialkraft vorhanden, d.h. Rollenlager (NU) können nicht eingesetzt werden- d = 45 mm bedeutet: letzte Stelle der Lagerbezeichnung = „09“
- Bilden Sie eine Reihenfolge unter den genannten Verbindungen auf der Grundlage der maximal übertragbaren Drehmomente: (Element mit den kleinsten übertragbaren Moment = 1, Element mit dem größten übertragbaren Moment = 4) Toleranzring Passfeder Presspassung Kerbzahnwelle
- Was erfasst der Lastverteilungsfaktor Kλ bei der Berechnung von Passfedern nach der Methode B ? Wovon ist Kλ anhängig ? Der Lastverteilungsfaktor Kλ erfasst die ungleichmäßige Pressungsverteilung über diePassfederlänge in Abhängigkeit vonKλist abhängig von- der Stelle der Lasteinleitung- dem Länge/Durchmesserverhältnis ltr/d- der Nabenfußdicke D/d
- Ein Ring mit Innendurchmesser d = 20 mm wurde auf eine Welle mit d = 20 mm aufgepresst. Die Verbindung kann ein Drehmoment von T = 1000 Nmm übertragen. Wie groß ist die Kraft, die zum Abschieben des Ringes von der Welle erforderlich ist ? (Vereinfachung: Haftreibung = Gleitreibung). Kraft zum Abschieben = Axialkraft in der Fuge bei Gleitreibung Übertragbares Drehmoment in der Fuge = Tangentialkraft in der Fuge bei Haftreibung = Ft = T / (d/2) = 2 * 1000 Nmm / 20 mm = 100 N Axialkraft in der Fuge = Tangentialkraft in der Fuge = 100 N