1. Nennen sie drei im Maschinenbau gebräuchlichen Festigkeitshypothesen und grenzen sie deren Anwendung in Stichworten gegeneinander ab. (S92)
Normalspannungshypothese:
- Wenn mit Trennbruch in einer Ebene senkrecht zur größten Hauptspannung zu rechnen ist
- Vergleichsspannung ist gleich der größten auftretenden Hauptspannung
- Bei spröden Werkstoffen unter dynamischer Belastung
Schubspannungshypothese:
- Versagen durch Fließen oder Schubbruch
- Bei Verformungsfähigen und spöden Werkstoffen bei denen ein Gleitbruch auftreten kann
- Größte Schubspannung ist maßgebend für Versagen
Gestaltänderungsenergiehypothese:
- Für verformbare Werkstoffe, die durch plastische Verformung versagen
- Bei schwingender Beanspruchung mit dem Versagen durch Dauerbruch
2. Nennen sie Vorteile des Schweißens. (S426)
Vorteile:
- Leichbauweise einfach zu realisieren
- Wirtschaftlich auch in Kleinserien
- Keine Modell und Werkzeugkosten bei einfachen Schweißteilen
- Verwirklichung kleiner Wanddicken
- Möglichkeit der Nachträglichen Versteifung einer Konstruktion bei Belastungserhöhung
2. Nennen sie Vorteile und Nachteile des Schweißens. (S426)
Nachteile:
- Minderung der Festigkeit durch Schweißeigenspannungen
- Gefügeänderungen in den Übergangszonen der Schweißnaht zum Grundwerkstoff
- Erhöhte Korrosionsanfälligkeit des Schweißnahtbereichs
- Verzug der Werkstücke durch Schrumpfen der Bauteile
- Sprödbruchgefahr infolge eines Mehrachsigen Spannungszustands
3. In welchem Bereich einer Konstruktion sollte man eine Schweißnaht vermeiden? (S439)
- Nicht in der Nähe von Seigerungszonen
- Nicht an Stellen höchster Beanspruchung
- Nicht in kaltverformte Zonen
4. Nennen sie je 2 Grundregeln zum fertigungs- und stoffgerechten Gestalten von Gussteilen. ( S189)
- Bevorzugen einfacher Formen für Modelle und Kerne
- Anstreben ungeteilter Modelle möglichst ohne Kerne
- Anstreben gleichmäßiger Wanddicken
- Vorsehen von Aushebeschrägen
5. Unter welchen Bedingungen müssen Bauteile auf Knicken nachgerechnet werden? (S93)
- Bei Druck- und/oder Torsionsbelasteten Stäben bei denen der Querschnitt wesentlich kleiner als die Länge ist
6. Welche Hauptbeanspruchung ruft die elastische Verformung einer Schraubenfeder im Draht hervor? (S243)
- Schraubenfedern werden hauptsächlich auf Torsion beansprucht
7. Wie sind die beiden Enden einer zylindrischen Schraubendruckfeder auszuführen, damit eine möglichst zentrische Krafteinleitung erzielt wird. (S245)
- Die Federenden werden angelegt und nach Möglichkeit angeschliffen
8. Welche Beanspruchungsarten wirken auf eine Passfeder ein? Geben sie an, welche für den Festigkeitsnachweis ausschlaggebend ist! (S519)
- Flächenpressung
9. Was versteht man unter dem Begriff Lochleibung?
- Als Lochleibungsdruck wird die auftretende Flächenpressung bei Bolzen und Nieten bezeichnet
11. Worin unterscheiden sich Achsen von Wellen? Geben sie jeweils ein Beispiel für die Ver- wendung. (S385)
- Wellen haben die Aufgabe ein nutzbares Drehmoment zu übertragen und gleichzeitig funktionsbeding- te Kräfte aufzunehmen. Achsen dienen zum Abstützen von Kräften. Sie können umlaufen oder stilste- hen. Nutzmomente werden nicht übertragen.
12. Nennen sie vier Möglichkeiten, ein Wälzlager gegen axiales Verschieben auf einer Welle zu sichern. (S151)
- Gehäusedeckel
- Achskappen
- Muttern
- Sprengringe
- Spann- und Abziehhülsen
13. Nennen sie mindestens vier Aufgaben, die Wellenkupplungen neben der Drehmomen- tübertragung in einem Antriebsstrang erfüllen können.
- Schaltung
- Ausgleich von Wellenversatz (axial, radial, winkel)
- Dämpfung
14. Wie sind die Formzahl und die Kerbwirkungszahl definiert und wovon sind sie ab- hängig? (S111/S126)
Formzahl:
- Gibt das Verhältnis zwischen höchster Kerbspannung und Nennspannung am Ort der höchsten
Kerbspannung wieder
- Abhängig von Geometrie des Bauteils und der Beanspruchungsart
Kerbwirkungszahl:
- Gibt das Verhältnis der Wechselfestigkeit des ungekerbten Probestabes zur Wechselfestigkeit des
gekerbten Bauteils an
- Abhängig von der Geometrie der Kerbe
15. Welche Beziehung beschreibt das Verhältnis der nutzbaren Trumkräfte bei Flachriemen- trieben (Angabe der Formel)? (S590)
16. Welche Bedeutung hat die reduzierte Knicklänge (rechnerische Ersatzlänge) bei der Be- rechnung der kritischen Knicklast?
- Die reduzierte Knicklänge wird genutzt da die Knicklänge durch den Einspannungsgrad am Knoten beeinflusst wird, deshalb ist die Knicklänge meist kürzer als die Stablänge l zwischen den gehalte- nen Knotenpunkten. Es gibt DIN Vorschriften für reduzierte Knicklängen für Gurte, Streben und Pfosten.
17. Zeichnen sie den Kraftfluss zur Anpressung der Reibflächen in die Zeichnung ein! (Nicht den Flusspfad des Torsionsmoments)
18. Welcher Spannungszustand liegt den angegebenen Mohr’schen Spannungskreisen zugrun- de?
a) Reiner Zug
b) Reiner Druck
c) Torsion / Schub
d) 3 Achsiger Spannungszustand
19. Was versteht man unter dem Setzen einer Schraubenverbindung? Erläutern sie den Ef- fekt des Setzens grafisch in dem Verspan- nungsdreieck und zeichnen sie die Strecke des Vorspannverlustes und den Setzbetrag in ihre Skizze ein. Nennen sie zwei mögliche Gegen- maßnahmen. (S329)
20. Hinsichtlich welcher drei Prinzipien lassen sich Welle-Nabe-Verbindungen klassifizieren? Nennen sie mindestens 2 Beispiele für jedes Prinzip und skizzieren Sie je eins. (S512ff)
- Formschluss:
Keil-, Kerbzahn-, Evolventenprofilwelle, Polygonprofil, Passfeder, Längsstift, Querstift
- Reibschluss:
Press-, Kegelpressverband, Klemmverbindung, Toleranzring, Keilverbindung, Sternscheibe
- Stoffschluss:
Kleben, Löten, Schweißen
21. Warum kann die übertragene Leistung eines Riementriebs nicht durch Drehzahlerhöhung beliebig erhöht werden?
- Aufgrund des Schlupfes
22. Ein Motor und eine Werkzeugmaschine werden mit Hilfe einer Kupplung plötzlich voll ge- kuppelt. Welches maximale Moment wird durch die Kupplung theoretisch auf die Ab- triebswelle übertragen, wenn das maximale Reibmoment der Kupplung 10 Nm beträgt?
- Das maximale Moment beträgt 20Nm und kommt durch die Federwirkung der Welle zustande.
23. Was ist die Selbsthemmung einer Schraubenverbindung? Welche Größen bestimmen, ob bei einem Gewinde Selbsthemmung vorliegt? (S275)
- Umfangskraft und Gewindemoment der Anzugsrichtung sind entgegen gerichtet
- Axialkräfte bewirken keine Schraubenbewegung (Grundlage von befestigungsschrauben)
- Selbsthemmung liegt vor, wenn: (Steigungswinkel < Reibwinkel)
24. Wie groß ist die Gesamtfedersteifigkeit der dargestellten Anordnung, wenn die Feder- raten als bekannt vorausgesetzt werden?
25. Warum wird das Torsionsmoment einer Reibschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung kleiner, wenn zusätzlich eine Axialkraft auf die WNV wirkt?
- Durch die sinkende Umfangskraft wird auch das Torsionsmoment kleiner
26. Warum sind manche Riemenscheiben ballig geformt?
- Um ein Ablaufen des Riemens von der Scheibe zu verhindern.
27. Die Zeichnung zeigt eine Wellenlagerung, die im Betrieb von einer Unwucht belastet wird. Welche Lagerringe haben Umfangs bzw. Punktlast?
28. Beschreiben sie stichpunktartig den Ablauf einer Festigkeitsberechnung. (S73)
- Belastung
- Mechanisches Ersatzmodell
- Berechnung der Beanspruchungen (Spannungen)
- Vergleich mit Werkstoffkennwert für Beanspruchbarkeit im Bauteil
- Bewertun
29. Nennen sie vier Grundregeln für die Gestaltung von Schmiedeteilen.(S190)
- Möglichst einfache Formen ohne scharfe Kanten verwenden. Große Rundungen und möglichst paralle- le Flächen
- Schmiedestücke nicht zu schwer gestalten, deshalb evtl. Bauteil teilen
- Keine großen Querschnittsunterschiede, zu hohe und dünne Rippen vermeiden
- Einseitig sitzende Augen vorsehen
30. An einer mit der Kraft vorgespannten Flanschverbindung wird die Zugkraft als axiale Betriebskraft eingeleitet. Zeichnen sie qualitativ das Verspannungsdiagramm der Flansch- verbindung und benennen sie die einzelnen Größen.
31. Wie sind die Drucklinie und der Druckwinkel eines Wälzlagers definiert? Wie groß ist der Druckwinkel eines Axiallagers? In welchem Verhältnis sollte dieser stehen. (S138)
- Der Druckwinkel gibt die Orientierung der Drucklinie an (die Senkrechte auf der Berührtangente zwischen Wälzkörpern und bordloser Ringlaufbahn.
- Der Druckwinkel eines Axiallagers beträgt 90°
32. Erläutern sie das Maschinenelement Bremse. Welche Funktionen erfüllt es? (S281)
- Bremsen sind kraftschlüssige Konstruktionselemente, bei denen eine bewegliche und eine fest- stehende Komponente im Eingriff sind, wodurch eine bewegliche Komponente abgebremst oder festgehalten wird.
33. Wonach richtet sich die Schweißbarkeit von Stählen? (S429)
- Schweißeignung: Wird durch Kohlenstoffgehalt bestimmt (C < 0,22%)
- Schweißmöglichkeit
- Schweißsicherheit
34. Eine Reibpaarung soll hydrodynamisch geschmiert werden. Tragen sie den Verlauf der Rei- bungskraft abhängig von der Relativgeschwindigkeit der Reibungspartner in einem geeig- neten Diagramm auf. Wie nennt sich der Verlauf dieser Reibungskraft? Benennen sie die Bereiche im Diagramm. (S82)
35. Bilden sie eine Eignungsreihenfolge von 1 (gut) bis 3 (schlecht) der skizzierten Profile bezüg- lich des übertragbaren Torsionsmoments (Annahme: maximal zulässige Schubspannung und Querschnittsfläche gleich groß)
36. Geben sie die Lebensabschnitte eines Radialwellendichtrings im Lauf seiner Betriebszeit an und benennen sie kurz die Gründe der Veränderung der Wirkmechanismen. (S208)
37. Was beschreibt die Sommerfeldzahl und wovon hängt sie ab? (S93)
38. Skizzieren sie qualitativ den Verlauf der Zug- und Biegespannung im ungekerbten Bereich und im Bereich der Kerbe.
39. Skizzieren sie einen Riementrieb und stellen sie den Verlauf der Riemengeschwindigkeit über der Riemenlänge dar. Kennzeichnen sie die treibende und die getriebene Riemen- scheibe, den Last- und den Leertrum sowie die Drehrichtung des Riementriebes.
40. Von zwei im Eingriff befindlichen Zahnrädern mit einer Evolventenverzahnung sind ihnen die Mittelpunkte mit dem Abstand a, das Übersetzungsverhältnis i = 2 und der Be- triebseingriffswinkel α = 20° gegeben. Konstruieren sie die Teilkreise und Grundkreise der beiden Zahnräder.
41. Skizzieren sie qualitativ die Überlagerung einer statischen und einer Wechselbeanspru- chung im Zugbereich. Dabei soll der Betrag der statischen Beanspruchung 2-mal so hoch sein wie der Betrag der Aussschlagspannung. Zeichnen sie alle notwendigen Kennwerte in das Diagramm ein.
42. Was bedeutet bei der Normenbezeichnung einer Schraube „Sechskantschraube DIN 931- M8x60 5.6“ oder „DIN 931-M8x50 8.8“ die nachgestellte Ziffernkombination 5.6 bzw. 8.8? (S297=
43. Eine rotierende Welle soll in einem Gehäuse gelagert werden. Skizzieren sie folgende Lage- rungen in die vorgezeichneten Kästen und deren möglichen Einbau. Änderungen an Welle und Gehäuse, z.B. Wellenabsätze können vorgenommen werden. Wichtig ist die Gewähr- leistung der Funktion der Lagerung.
a. Fest-Los-Lagerung mit einem Rillenkugellager und einem Nadelrollenlager
b. Angestellte Lagerung in O-Anordnung mit Kegelrollenlagern
c. Angestellte Lagerung in X-Anordnung mit Schrägkugellagern
44. Nennen sie jeweils eine (1.) Zug-/Druckbeanspruchte,(2.) Biegebeanspruchte,(3.) Torsions- beanspruchte und (4.) Schubbeanspruchte Feder. (S199)
- Zug/Druck: Stabfeder, Ringfeder, Luftfeder
- Biegebeansprucht: Blattfeder, gewundene Biegefedern, Tellerfeder
- Torsionsbeansprucht: Drehstabfeder, Schraubenfeder
- Schubbeansprucht: Elastomerfedern
45. Unter welchen Bedingungen kommt es zu selbsterregten Reibungsschwingungen (Stick- Slip-Vorgängen)?
- Wechsel zwischen Gleitreibung und Haftreibung, durch die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Rei- bungszahl
46. Die vier Abbildungen zeigen schematisch verschiedene Umlaufverhältnisse. Weisen sie den einzelnen Lagerringen den entsprechenden Belastungsfall zu. Bestimmen sie darüber hin- aus welcher Lagerring mit einer festen und welcher mit einer losen Passung zu versehen ist.
47. Zeichnen sie qualitativ ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm für einen duktilen und einen spröden Werkstoff (z.B. einen Baustahl) unter quasi-statischer zügiger Belastung (Bis zum Bruch). Vergessen sie dabei nicht die korrekte Bezeichnung der Achsen (mit Formelzeichen und Einheit) und die Angabe der wichtigsten Kennwerte.
48. Tragen sie qualitativ den zeitlichen Verlauf der Drehzahlen (Antriebs und Arbeitsmaschine) während des Einkuppelns mit einer reibschlüssigen Kupplung in einem Diagramm auf. Er- läutern und markieren sie die einzelnen Phasen des Kupplungsvorgangs anhand eines Dia- gramms. (S334
49. Warum hat bei dem unten dargestellten Getriebe die Abtriebswelle (B) im Vergleich zur Antriebswelle (A) einen viel größeren Durchmesser?
50. Nennen sie 4 Verfahren zur Aufbringung der Riemenspannung bei Riemengetrieben. Skiz- zieren sie 3 Spannverfahren.
51. Auf welchem Wirkprinzip beruhen Gleitlager? Beschreiben sie die Umsetzung des Wirkprin- zips bei hydrostatischer und hydrodynamischer Gleitlagerung. (S73)
- Trennung der Festkörperoberflächen durch den Einsatz von Zwischenstoffen.
- Hydrodynamisch: Für eine hydrodynamische Schmierung sind ein sich verengender Schmierspalt, ein viskoser, an den Oberflächen haftender Schmierstoff und eine Schmierstoffförderung in Rich- tung des sich verengenden Spalts erfoderlich. Wird genügend Schmierstoff gefördert kommt es
zur Trennung der Ebenen.
- Hydrostatisch: In die Lagerschale werden Taschen eingebracht, in die von außen ein Fluid mit
Druck eingepresst wird. Der Schmierstoffdruck sorgt für die Tragfähigkeit.
52. Wie ändert sich die Zahnform bei positiver bzw. bei negativer Profilverschiebung x ausge- hend von einem Nullrad mit 30 Zähnen? Was begrenzt die praktische Grenzzähnezahl bei der Evolventenverzahnung? (S408ff)
- Positive Profilverschiebung: Zahnkopf wird schmaler und Zahnfuß breiter
- Negative Profilverschiebung: Zahnkopf wird breiter und Zahnfuß schmaler
- Begrenzung der Grenzzähnezahl durch maximalen Unterschnitt
53. Bei Welcher Kraft F kommt es zum Durchrutschen des Seils? Der Reibkoeffizient zwischen Seil und Untergrund beträgt μ = 0,33. Rechnen sie mit π = 3, e = 2,7 und g = 10m/s2 und runden sie Zwischen- und Endergebnisse jeweils auf ganze Zahlen.
54. Wodurch unterscheiden sich die beiden WNVs Querpresssitz und Längspresssitz? Erläutern sie den Unterschied mit einigen Stichworten. Was sind die spezifischen Vor und Nachteile.
Qu
Querpressverband:
- Nabe wird erwärmt (Aufweitung), Welle gekühlt (Schrumpfung)
- Fügen mit stark reduziertem Krafteinfluss
- Oberflächenrauheit bleibt erhalten -> wesentlich fester als Längspresssitz
Längspressverband:
- Nabe wird mit hoher Axialkraft auf Welle gepresst
- Wellenabsatz zur Positionierung ist vorzusehen
- Oberfläche glättet sich beim Fügen -> verringerte Haftreibun
55. Welche Bedeutung hat die Euler Hyperbel für das Knicken eines Stabes? Skizzieren sie qua- litativ den Verlauf der Knickspannung in Abhängigkeit vom Schlankheitsgrad λ für ein druckbeanspruchtes Bauteil. Benennen sie die einzelnen Bereiche des Diagramms.
56. Zeichnen sie exemplarisch ein Smith Diagramm und tragen sie alle wichtigen Größen ein. Was zeigt es an und wofür wird es verwendet?
58. Zeichnen sie qualitativ eine progressive, eine lineare und eine degressive Federkennlinie in ein Diagramm und beschriften sie sowohl die Kennlinien, als auch die Achsen des Dia- gramms.
59. Nennen sie 5 verschiedene Belastungsarten eines Maschinenteils und stellen Sie diese qua- litativ in einem Spannungs-Zeit-Diagramm dar.
61. Zeichnen sie in die Skizze der beiden angegebenen Zahnräder (Evolventenverzahnung) den Betriebseingriffswinkel, die Eingriffslinie, den Wälzpunkt und kennzeichnen sie die Ein- griffsstrecke. Benennen sie Kopf-, Wälz und Grundkreis.
62. Bewerten sie die drei skizzierten Blech-Klebeverbindungen (aufgrund der einwirkenden Kräfte) mit günstig oder ungünstig.
63. Nennen sie zwei Unsicherheiten, welche durch Sicherheitsfaktoren berücksichtigt werden. Wovon ist die Größe eines Sicherheitsfaktors abhängig. Was berücksichtigt er und was nicht ?
- Unsicherheiten in der Festigkeitsberechnung, der Fertigung und des Werkstoffverhaltens
- Er berücksichtig keine Unsicherheiten der Lastannahme
64. Welches Profil (A oder B) wird bei gleicher Kraft F und gleicher Größe der Querschnittsflä- che mit kleineren Biegespannungen beansprucht? Begründen sie ihre Entscheidung. Tragen sie in beide Profilskizzen jeweils den Ort der betragsmäßig größten und kleinsten Bie- genormalspannungen ein und beschreiben sie, ob es Druck oder Zugspannungen sind.
66. Definieren sie den Begriff Maschinenelemente und deren Kennzeichnung mit einem Satz. Nennen sie je zwei Beispiele für einteilige und mehrteilige Maschinenelemente.
- Maschinenelemente sind Bauteile, welche in technischen Gebilden oder Maschinen enthalten sind.
- Einteilig: Schraube, Passfeder
- Mehrteilig: Kugellager, Labyrinthdichtung
67. Welche Ausführungen von WNVs werden hinsichtlich der Übertragung von Drehmomenten unterschieden? Geben sie insgesamt 6 Beispiele aber mindestens 1 Beispiel zu jeder Bau- art.
Formschlüssige WNV:
- Stiftverbindungen: Längsstift, Querstift
- Passfederverbindungen: Passfeder, Scheibenfeder
- Profilwellenverbindungen: Keilwelle, Polygonwelle
Reibschlüssige WNV:
- Zylindrische Pressverbindungen
- Kegelpressverbindungen
- Spannelementverbindungen
Stoffschlüssige WNV:
- Geklebt
- Gelötet
68. Was versteht man unter der Übertragungsfunktion 0. / 1. / 2. Ordnung eines Schubkurbel- triebs?
1. Ordnung:Ortskurve
2. Ordnung:Geschwindigkeitskurve
3. Ordnung:Beschleunigungskurve
69. Welche Beanspruchungsarten treten in einer Schraubenverbindung auf? Geben sie an, wo diese Beanspruchungen jeweils wirken.
Schraubenbolzen: Zug
Gewinde: Zug
Gewindeflanken: Biege-Schubbeanspruchung
70. Nennen sie 6 Forderungen die zum Erhalt einer wirtschaftlichen Konstruktion möglichst gut zu erfüllen sind. (S4)
- Nutzen für den Anwender
- Zuverlässigkeit des Produkts
- Entwicklungs-/Konstruktionsbudget
- Fertigungs- und Herstellmöglichkeit
- Erzielbarer Verkaufspreis
- Geforderte Nutzungsdauer des Produkts
71. Nennen sie die drei Arten der Beanspruchung von Oberflächen.
Hertz’sche Pressung: Berührung verschieden gekrümmter Oberflächen
Flächenpressung: Berührung von Oberflächen gleicher Krümmung
Reibbeanspruchung: Wechselnde Schubspannung an Reibstellen mit Flächenpressung
72. Welche Einflussgrößen auf die Werkstofffestigkeit kennen sie. Nennen sie mindestens 3.
- Temperatur
- Belastungsart (statisch/dynamisch)
- Oberflächengüte
- Herstellungsverfahren (gegossen/gewalzt/kaltverformt)
73. Zeichnen sie qualitativ die Schnittkraftverläufe der Querkraft, des Biege- sowie des Torsi- onsmoments der abgebildeten Welle ein.
75. Skizzieren sie drei verschiedene Anordnungen von Schräglagern. Zeichnen sie die Druckli- nien ein und benennen sie die Anordnung. Nennen sie für jede Anordnung eine wichtige Eigenschaft.
76.Zeichnen sie qualitativ ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Belas- tung/Beanspruchung und Schwingspielzahl wiedergibt.
a) Bei konstanter Amplitude
b) Bei stochastisch veränderlicher Amplitude
Benennen die die einzelnen Bereiche des Diagramms und vergessen sie auch die Achsenbe- zeichnung nicht.
77. Warum muss man u.U zwei Maschinenelemente zueinander zentrieren/fixieren? Wie wird dies bewerkstelligt? Nennen sie 3 Anwendungen hierfür.
- Rundlauf (Welle, Kugellager)
- Kraftübertragung (Zahnräder, Kettentrieb
78. Skizzieren sie das Verspannungsdiagramm einer dynamisch Belasteten Schraubenverbin- dung. Zeichnen sie die Vorspannkraft , die Betriebskraft , die Schrau- benzusatzkraft und die minimale Restklemmkraft ein. Unterscheiden sie bei den Betriebskräften zwischen statischem Mittelspannungsanteil und Ausschlagsspan- nungsanteil und achten sie auf eine korrekte und vollständige Achsenbezeichnung.
.
79. Erläutern sie den Begriff Mischreibung und Flüssigkeitsreibung mit Hilfe der Stribeck Kurve.
81. Nennen sie 2 Konstruktionsregeln, die bei der Gestaltung von Klebeverbindungen zu beach- ten sind.
- Klebestelle möglichst auf Schub beanspruchen
- Schälende und Zugbeanspruchung möglichst vermeiden
82. Die folgende Abb. Zeigt eine im Torsionsversuch zerstörte Probe. Erklären sie das Scha- densmuster. Handelt es sich bei dem Probenwerkstoff um einen duktilen oder spröden Werkstoff?
83. Nennen sie die Hauptbeanspruchungsarten folgender Federarten:
a) Schraubenfeder:Torsion
b) Tellerfeder:Biegung
c) Blattfeder:Biegung
d) Ringfeder:Zug-/Druck
e) Drehstabfeder:Torsion
f) Spiralfeder:Biegung
84. Welche 3 Arten von Kräften überlagern sich bei einem Kurbeltrieb und beanspruchen des- sen Maschinenelemente.
- Oszillierende Massenkräfte
- Rotierende Massenkräfte
- Äußere Betriebskräfte (Gasdruck)
85. Geben sie eine Definition für den Begriff Werkstofffestigkeit. Wie wird diese ermittelt?
- Der mechanische Widerstand, den ein Werkstoff einer plastischen Verformung oder Trennung entge- gensetzt
- Die Werkstofffestigkeit wird mittels Zug-, Druck- und Dauerschwingversuch ermittelt.
86. Welche Vor und Nachteile haben Gleitlager gegenüber Wälzlagern? (S79)
- Unempfindlich gegen Stöße und Erschütterungen
- Praktisch unbegrenzte Lebensdauer
- Einfacher Aufbau und geringer Platzbedarf
- Hohes Anlaufreibmoment
- Verschleiß bei niedrigen Drehzahlen
87. Welche Maschinen-/Konstruktionselemente (je 1 Beispiel) können sie zur Drehmomen- tübertragung einsetzen bei
a) Fluchtenden Wellen:Kupplung
b) Parallelen Wellen:Riemen, Zahnräder
c) Geschränkten Wellen:Flachriemen, Kegelradgetriebe
88. Skizzieren sie ein zweiseitig wirkendes Axial-Rillenkugellager in montiertem Zustand (d.h. mit Welle im Halbschnitt).
89. Skizzieren sie eine Kegelsitzverbindung als Prinzipskizze, tragen sie die bei der Montage wirkenden Kräfte in die Skizze ein und konstruieren sie das Kräftepolygon (Geschlossener Vektor-Linienzug).
90. Wovon hängt die Haltbarkeit einer Schweißverbindung ab? Nennen sie 4 Einflussfaktoren. (S425 Abb. 8.2)
- Nahtform
- Verfahren
- Hilfsstoffe
- Zusatzwerkstoff
91. Welche Verschleißarten treten bei Wälzlagern auf und durch welche Maßnahmen lassen sich diese Verschleißarten vermindern? (S135)
- Plastische Verformungen durch konzentrierte Belastung bei statischer Beanspruchung und Wälzermü- dung
- Fresserscheinungen an der Lagerschale
- Die Wahl geeigneter Werkstoffe und ihrer Wärmebehandlung
- Trennung der Wirkflächen durch Zwischenstoffe (Fette, Öle)
92. Skizzieren sie eine Flanschverbindung. Zeichnen sie ein, wo in der Schraubenverbindung der Effekt des Setzens bzw. Kerbwirkung auftritt. (S330)
93. Erläutern sie kurz, welche Ursachen zum Versagen einer zylindrischen Pressverbindung füh- ren können.
- Überschreitung der zulässigen Flächenpressung
- Zu geringe Flächenpressung
- Falsche Passungsauswahl
94. Welche Dimension besitzt der Modul? Welche mathematischen Funktionen für Zahnflan- kenformen sind ihnen bekannt? Wann unterscheiden sich die Erzeugungs- und Betriebs- wälzkreise einer Zahnpaarung?
- Der Modul besitzt die Einheit [mm]
- Hyperboloide, Zykloiden-,Kreisbogen-, Evolventenverzahnung
- Wenn Betriebseingriffswinkel Eingriffswinkel
95. Welche Form besitzen die Bahnen auf denen sich die Schwerpunkte des Kolben, des Pleuel und der Kurbelwelle eines Kurbeltriebes bewegen.
- Kreisbahnen
96. Welche Arten von Lagerung von Wellen sind ihnen bekannt und welche Wälzlagertypen sind grundsätzlich nicht als Festlager geeignet?
- Fest-Loslager
- Stützlagerung (schwimmend oder angestellt)
- Radiallagerung
- Zylinder-, Nadel-, Toroidallager
97. Skizzieren sie die ungefähre Lage der Toleranzfelder für folgende Passungen: H7/j6, H7/r6, H11/d11. Welche Passungsart liegt vor?
98. Aus welchen Elementen besteht ein Rillenkugellager und welches Element besitzt die größ- te Ausfallwahrscheinlichkeit.
- Außenring
- Wälzkörper mit Wälzkäfig
- Innenring
- Die größte Ausfallwahrscheinlichkeit besitzt der Wälzkörper (plastische Verformung)
99. Wann verwendet man beim Keilriementrieb mehrere parallelgeschaltete schwächere Keil- riemen an Stelle eines einzigen entsprechend stark dimensionieren Riemens?
- Platzgründe
- Riemengeschwindigkeit
100. Welche Betriebszustände werden beim Anlaufen eines hydrodynamischen Gleitlagers durchlaufen?
- Grenzreibung
- Mischreibung
- Flüssigkeitsreibung
101. Nennen sie drei wesentliche Schadensarten an der Verzahnung eines Zahnrades. (S424)
- Ausbröckelungen bzw. Grübchen
- Fressen
- Verschleiß in Form von Oberflächenabtrag
- Flächenhafte Abplatzungen
- Mikropittings
102. Nennen sie mindestens 4 Gießverfahren und ordnen sie sie hinsichtlich der erzielbaren Genauigkeit (Toleranz).
- Kokillengießen
- Schleudergießen
- Druckgießen
- MIM
103. Nennen sie Vor- und Nachteile des Schmiedens.
- Keine Materialbeschränkungen (Schwer gießbare Legierungen möglich)
- Gleichmäßige Materialgüte
- Guter Faserverlauf
- Schmiedestempel teuer
- Schwer zu berechnende Festigkeit
104. Nennen sie mindestens 2 Betriebsgrößen, die die Auslösung einer selbsttätig schaltenden Kupplung bewirken.
- Drehzahl
- Moment
105. Welche Arten der Zentrierung bei Keilwellen-Verbindungen gibt es?
- Innenzentrierung
- Flankenzentrierung
106. Definieren sie Löten. (S479)
- Unter Löten wird im Allgemeinen das Verbinden gleicher oder verschiedenartiger metallischer Werk- stoffe bei einer für den zugelegten metallischen Werkstoff günstigen Arbeitstemperatur verstanden. Die Temperatur muss unter allen Umständen niedriger sein, als die Temperatur der zu verbindenden Werkstücke.
107. Berechnen sie die angegebene Passfederverbindung und treffen sie eine Aussage hinsicht- lich des Festigkeitsnachweises. Rechnen sie mit π = 3, g = 10m/s2 und e=2,7 und runden sie die Zwischenergebnisse auf ganze Zahlen.
108. Nennen sie die Vor- und Nachteile von Öl- und Fettschmierung bei Wälzlagern.
Fett:
- Wenig konstruktiver Aufwand
- Minimalmengenschmierung mit geringen Reibungsverlusten
- Fettgebrauchsdauer deutlich unter Ermüdungsdauer des Lagers
- Begrenzte Drehzahl und Temperatur
Öl:
- Abfuhr von Wärme bei hohen Drehzahlen und Reibungsverlusten
- Wird eingesetzt wenn Öl bereits zum schmieren anderer Teile vorhanden
109. Nennen sie 4 Einflussgrößen, die die Verteilung der Gesamtlast auf die einzelnen Wälz- körper eines Wälzlagers bestimmen.
- Anzahl der Wälzkörper
- Lastfall (Umfangslast oder Punktlast)
- Lastangriffswinkel
110. Die Welle in der abgebildeten Konstruktion ist durch Kerbwirkung beansprucht. Ergänzen sie die Konstruktion in der unteren Zeichnung so, dass die Kerbwirkung entscheidend ver- mindert wird.
111. Das folgende Diagramm zeigt die Kennlinie dreier elastischer Wellenkupplungen. Ermit- teln sie grafisch, welche der Kupplungen bei einem Verdrehwinkel von 1,5rad die größte Steifigkeit aufweist. Geben sie Formel und Ergebnis an.
112. Was versteht man unter der drehkritischen Drehzahl einer Maschine?
- Als kritische Drehzahl wird diejenige Drehzahl bezeichnet, bei der die Kräfte der rotierenden Unwucht ein Maschinenteil oder die ganze Maschine in Resonanzschwingungen versetzt.
113. Skizzieren sie den Aufbau eines hydrodynamischen Radial Gleitlagers. Zeichnen sie die re- levanten geometrischen Größen ein.
114. Von welchen Einflussgrößen hängt die Viskosität eines Öls ab und wie lautet die Abhän- gigkeit qualitativ ? (S56)
115. Nennen sie 3 Arten von Schraubenverbindungen und erläutern sie kurz die Wesentlichen Merkmale.
- Flanschverbindunge:Formschluss. Betriebskraft in Schraubenrichtung. Große Kräfte übertragbar.
- Laschenverbindung:Reibschluss. Betriebskraft quer zur Schraubenachse.
- Heftverbindung:Frei von Betriebskräften. Gering belastbar. Meist überdimensioniert
116. Berechnen sie die Zugspannung in den Schweißnähten.
117. Welcher Spannungszustand herrscht in der Oberfläche in einer rein auf Torsion bean- spruchten Welle? Zeichnen die die vorhandenen Normal und Schubspannungen in die Skiz- ze ein und ergänzen sie den Mohr’schen Spannungskreis.
118. Wie berechnet sich der Gestaltnutzwert einer Feder und wovon hängt er ab ?
119. Durch welche Effekte treten in einem Getriebe Leistungsverluste auf? Nennen sie den Ef- fekt und den Entstehungsort (4 Nennungen).
- Verzahnungsverlustleistung
- Lagerverlustleistung
- Dichtungsverlustleistung
- Verlustleistung sonstiger Bauteile
120. Nennen sie die 3 Hauptforderungen für die Gestaltung von Maschinenelementen in der Reihenfolge ihrer Bedeutung. (S174)
- Die technische Funktion zu erfüllen
- Das Produkt wirtschaftlich zu realisieren
- Sicherheit für Mensch und Umwelt sicherstellen
121. Nennen und erklären sie die beiden Passsysteme und geben sie beispielhaft mindestens einen bevorzugten Einsatzbereich an.
- Einheitsbohrung: Maschinen- und Apparatebau
- Einheitswelle: Land- und Textilmaschinenbau
122. Nennen sie alle Beanspruchungsarten.
- Zug
- Druck
- Biegung
- Torsion
- Scherung
123. Hinsichtlich welcher beiden Kriterien werden Bauteile dimensioniert und welche Bedin- gungen müssen sie erfüllen? (S135)
- Nennspannungskonzept
- Kerbspannungskonzept
124. Nennen sie 5 Belastungsfälle und stellen sie sie qualitativ in je einem Diagramm dar.
125. Skizzieren sie die Mohr’schen Spannungskreise für folgedene Beanspruchungsarten:
a) 1-Achsig Zug
b) 1-Achsig Druck
c) Reine Torsion/Schub
d) 3-Achsiger Spannungszustand
126. Durch welche Einflüsse wird die Schweißbarkeit bestimmt.
- Schweißeignung (Chemische Zusammensetzung des Werkstoffes)
- Schweißmöglichkeit (Räumliche Möglichkeit)
- Schweißsicherheit (Belastung nach dem Schweißen)
Was versteht man unter der Wöhlerlinie und der Lebensdauerlinie eines Bauteils bei einer gegebe- nen Belastung? Stellen sie die beiden Kurven qualitativ in einem Diagramm dar.
127. Welche Art der Verbindung stellen die Kleb-, Löt und die Schweißverbindung dar und wodurch zeichnen sie sich aus. Mindestens einen Vor und einen Nachteil.
- Es handelt sich um eine stoffschlüssige Verbindung
Schweißen: Vereinigen von Werkstoffen unter Anwendung von Wärme oder Kraft Vorteile: Leichtbauweise, Wirtschaftlich auch in Einzelfertigung
Nachteile: Minderung der Festigkeit durch Eigenspannung, Korrosionsanfällig
Löten: Verbinden gleicher oder verschiedenartiger Werkstoffe mit einem Lot ( ) Vorteile: Weniger Wärme als beim Schweißen, Geringer Verzug der Bauteile
Nachteile: Geringere Warmfestigkeit
Kleben: Verbinden gleicher oder Verschiedenartiger Werkstoffe mit Klebwerkstoffen Vorteile: Kein Wärmeverzug, Abdichtung gegen Flüssigkeit und Gase Nachteile: Temperaturgrenze 80° - 200°C, Alterungsvorgänge
128. Wann werden Dehn- oder Dünnschaftschrauben eingesetzt.
- Bei hohen dynamischen Belastungen
129. Nennen sie drei vom physikalischen Wirkprinzip her unterschiedliche Methoden um Schraubenverbindungen torsionsfrei vorzuspannen?
- Montage durch Wärmedehnung
- Hydraulisches Anspannen
- Vorspannen unter Kompensation des Reibwertes
130. Nennen sie den formelmäßigen Zusammenhang zwischen der bei der Montage aufzubrin- genden Axialkraft und übertragbarem Drehmoment einer Kegelsitzverbindung. Tragen sie die verwendeten Formelzeichen (Kräfte,Momente,Geometriegrößen ) in eine Skizze ein.
131. Was versteht man unter dem Grundgesetz der Verzahnung ?
- Das Verzahnungsgesetzt gibt an, wie die Zahnprofile gestaltet sein müssen, damit die Übersetzung konstant ist.
132. Erklären sie den Polygoneffekt bei Kettengetrieben? Verdeutlichen sie ihn mit einer Skiz- ze. (S619)
- Die Kette legt sich als Vieleck um das Kettenrad. Durch den sich über dem Drehwinkel ändernden Ab- rollradius schwanken die Kettenkraft und die Kettengeschwindigkeit, insbesondere bei kleinen Zähne- zahlen
133. Welche Belastung wird bei der Wellenauslegung zunächst nur berücksichtigt?
- Torsionsbelastung
134. Ist ein Kegelrollenlager selbsthaltend? Unter welchen Bedingungen kann es als Festlager verwendet werden? Stellen sie dies anhand einer Konstruktionsskizze dar.
- Bei wechselnder axialer Belastungsrichtung müssen Schräglager daher mit einem Stützlager für die je- weils andere Lastrichtung eingesetzt werden
135. Welche Möglichkeiten zur Sicherung einer Schraubenverbindung gibt es? Nennen sie pro phys. Wirkprinzip ein Beispiel.
- Gegen Lockern: Tellerfedern, Spannscheiben, Kombimuttern
- Gegen Losdrehen: Kronenmutter mit Splint, Drahtsicherung, Klebstoffe, Sperrkantscheiben
136. Wie wirken sich Fliehkräfte bei einem schnelllaufenden Riementrieb aus?
- Wenn die Umfangskraft größer als die Reibkraft wird, beginnt der Riemen zu rutschen
137. Hinsichtlich welcher Merkmale unterscheidet man mechanische Kupplungen? Nennen sie drei
- Formschluss
- Kraftschluss
- Stoffschluss
138. Worin besteht der Unterschied zwischen schaltbaren Kupplungen und Bremsen.
- Bei Bremsen wird der Abtrieb festgehalten
139. Wie kann man Bleche versteifen?
- Sicken
- Profilieren
- Verbundbauweise
- Zusätzliche Verstärkungseinlagen
140. Nennen sie 3 Stoß- und 3 Nahtformen beim Schweißen.
- Stumpfstoß
- T-Stoß
- Überlappstoß
- Kehlnaht
- Bördelnaht
- I-Naht
141. Nennen sie 6 Regeln für das Schweißen.
- Nicht in Seigerungszonen schweißen
- Möglichst geringe Nahtmengen anstreben
- Anhäufung von Schweißnähten vermeiden
- Nahtwurzel nicht auf Zug beanspruchen
- Nicht in kaltverfestigte Zonen legen
142. Beschreiben sie eine Schweißverbindung.
- Stoffschlüssige Verbindung von Werkstoffen unter Anwendung von Wärme oder Kraft mit oder ohne Schweißzusatzwerkstoffe
143. Warum sind lange, dünne Kehlnähte günstiger als kurze Dicke? (S439)
- Dadurch wird die Wärmebelastung beim Schweißen nicht zu groß und die Schrumpfungen und Schweißeigenspannungen werden klein gehalten.
144. Was ist der Unterschied zwischen Hartlöten und Weichlöten? (S480)
- Weichlöten: Lote mit einer Schmelztemperatur unter 450°C
- Hartlöten: Lote mit einer Schmelztemperatur zwischen 450° und 1100°C
145. Nennen sie 4 Spannungsarten.
- Zug/Druckspannung
- Biegespannung
- Torsionsspannung
- Schubspannung
146. Wie lautet die Bredt’sche Formel für dünne geschlossene Hohlprofile ?
147. Was besagt das St. Vernantsche Prinzip?
- In hinreichender Entfernung zum Krafteinleitungsbezirk hängt die Beanspruchung eines Bauteils nur noch von der Resultierenden der angreifenden Kräfte, aber nicht mehr von ihrer Verteilung ab.
148. Welche Arten des Versagens können bei Bauteilen im Zugversuch auftreten?
- Plastische Verformung
- Bruch
149. Ordnen sie die Kerbwirkungszahlen einer Welle in steigender Reihenfolge bei gleichem Werkstoff für die folgenden WNV: Vielkeilprofil, Paßfeder, Preßverband
a) Biegung: Vielkeilprofil(1,3), Passfeder(1,7), Pressverband(2)
b) Torsion: Pressverband(1,5), Passfeder(1,9), Vielkeilprofil(2,7)
150. Nennen sie 5 Punkte zur Berücksichtigung der Kerbwirkung.
- Kerben im Kraftfluss vermeiden
- Nur an gering beanspruchte Stellen legen
- Kerbwirkung durch größeren Abrundungsradius im Kerbgrund mildern
- Entlastungskerben vorsehen
- Druckvorspannung im Kerbgrund erzeugen
- Scharfe Kanten mit elastischem Material umgeben
151. Wann bleibt die Kerbwirkung bei der Berechnung der Vergleichsspannung unberücksich- tigt?
- Bei statischer Belastung duktiler Werkstoffe
- Berechnung der Mittelspannung bei schwingender Beanspruchung duktiler Werkstoffe
152. Was unterscheidet den Ausnutzungsgrad vom Sicherheitsfaktor?
- Sicherheitsfaktor: Unsicherheiten in der Festigkeitsberechnung, Werkstofffestigkeit
- Ausnutzungsgrad: Verhältnis des tatsächlichen zum zulässigen Wert
153. Wann kann man bei einem Bauteil plastische Verformung zulassen?
- Wenn die Verformung die Funktion nicht beeinträchtig
- Ausreichende Sicherheit gegen Bruch muss gegeben sein
- Werkstoff muss Verformungsfähig sein
- Darf unter Betriebsbeanspruchungen nicht kriechen
154. Was ist eine Vergleichsspannung?
- Spannung die bei einem einachsigen Spannungszustand die selbe Beanspruchung hervorruft wie bei einem mehrachsigen Spannungszustand
155. Nennen sie 2 Konstruktionsregeln für Formsteifigkeit.
- Wahl von Querschnitten mit hohem Trägheitsmoment und hohem E-Modul
- Überdimensionierung
156. Wie berechnet man die Federarbeit?
157. Wie wird eine Drehstabfeder gelagert? (S241)
- Vierkant, Sechskant, Kerbverzahnung, Flachkeil
158. Warum ist eine Drehstabfeder am Ende verdickt? (S241)
- Um unzulässige Kerbspannungen zu vermeiden
159. Wo ist die Beanspruchung bei Schraubenfedern über den Querschnitt am größten? (S244)
- Auf der Innenseite der Feder, aufgrund des Krümmung des Drahtes
160. Wie sieht die Kennlinie einer Kegelfeder aus? Was passiert bei steigender Belastung? Wie wird sie gedämpft?
- Progressive Kennlinie
- Bei Belastung setzen die unteren Windungen auf und die Feder wird härter
- Bei enger Wicklung reiben die Windungen aneinander
161. Welche Arten der Kraftübertragung kennen sie?
- Kraft-/ Reibschluss
162. Wodurch werden bei einer Nietverbindung die angreifenden Kräfte übertragen?
- Kaltnieten: Formschluss
- Warmnieten: Formschluss, Reibschluss
163. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Reibbeiwert μ und dem Reibungswinkel? (S272)
164. Was gilt im Allgemeinen für Gewinde und Gewindegänge?
- Gewinde dichten und zentrieren nicht
165. Welche Schraubenarten kennen sie (Verwendungszweck)?
- Befestigungs-, Bewegungs-, Verschluss-, Mess-, Stell-, Differentialschrauben
166. Nennen sie 2 Befestigungsgewinde und 6 Bewegungsgewinde.
- Befestigung: Metrisches ISO Gewinde, Whitworth Gewinde
- Bewegung: Rund-, Sägezahn-, Trapez-, Flach-, API-, konisches Rundgewinde
167. Was ist der Spannungsquerschnitt A einer Schraube? (S301)
168. Wodurch werden Schrauben zerstört?
- Überbelastung durch zu hohe Kerbwirkung und Reibung
- Zu kleiner Bolzenquerschnitt
- Gewindegänge scheren ab
169. Was soll bei einer Schraube zuerst verschleißen?
- Verschleiß des Gewindegangs mit der höchsten Belastung
170. Wie lässt sich die Lastverteilung einer Schraube gleichmäßiger machen?
- Verwendung einer Zug, oder Stulpmutter
- Vergrößerte Biegeweichheit der ersten Gewindegänge
- Druckmuttern mit Verformungsbeitrag größerer Ganghöhe
171. Nennen sie 5 Maßnahmen zur Erhöhung der Dauerhaltbarkeit einer Schraubenverbin- dung.
- Materialauswahl
- Herstellung (Rollen des Gewinde)
- Lastverteilung ändern (Zugmutter)
- Verminderung der Belastung pro Gewindegang (Höhere Muttern)
- Verminderung der Betriebsausschlagspannung (Dehnschrauben)
172. Was ist die Selbsthemmung einer Schraubenverbindung?
173. Skizzieren sie je eine form- und eine reibschlüssige WNV.
174. Nennen sie die Vor- und Nachteile einer Passfeder im Vergleich zu einer Scheibenfeder.
Passfeder:
Vorteile: Einfache Montage, kleine und mittlere konstante Drehmomente, beliebige Größen
Nachteile:Nicht für stoßartige und wechselnde Belastungen
Scheibenfeder:
Vorteile:Billiger als Passfeder, Leichter zu montieren
Nachteile:Nur kleine Drehmomente, Hohe Kerbwirkung, nicht als Gleitfeder einsetzbar
175. Wann werden Tangentenkeile angewendet?
- Wechselnde und stoßartige Drehmomente
- Schwerer Maschinenbau
176. Welchen Nachteil haben Längskeile?
- Unwuchten möglich
- Keine Hohen Drehzahlen
177. Wofür steht die Bezeichnung und was bedeutet der Index?
- Dehngrenze: Kraft die eine bleibende plastische Verformung von 0,2 % Verursacht
178. Welche Wellenarten kennen sie?
- Gerade Wellen: Vollwellen, Hohlwellen
- Gekröpfte Wellen: Kurbelwelle
- Sonderformen: Gelenkwelle
179. Was versteht man unter Auswuchten?
- Verlagerung des Schwerpunktes auf die Drehachse
- Verringerung von dynamischen Lagerkräften
- Durch Anbringen oder Wegnehmen von Material
180. Nennen sie Sicherungselemente für Wellen.
- Formschlüssig: Splintsicherung, Drahtsprengring, Sicherungsring
- Kraftschlüssig: Stellring, Klemmring, selbstsperrender Dreieckring
181. Nennen sie Grundsätze für die Wahl der Kupplung. (S312)
- Schaltbarkeit
- Drehmoment oder Drehzahlgrenze
- Baugröße
- Kosten
- Drehelastische Eigenschaften
182. Nennen sie Merkmale von Kupplungen. (S286)
- Anlauf von Antriebsmaschinen ermöglichen
- Drehmomentübertragung unterbrechen und wiederherstellen
- Drehmomente begrenzen und steuern
- Drehmoment auf eine Drehrichtung beschränken
- Drehmomente zu messen und zu regeln
183. Was ist eine schaltbare Kupplung?
- Maschinenelement zur zeitwesen Drehmomentübertragung
184. Was versteht man unter der Dämpfung elastischer Kupplungen?
- Verminderung von Schwingungsausschlägen
- Umwandlung von Schwingungsenergie in Wärme
- Mit innerer oder äußerer Werkstoffdämpfung
185. Warum wird bei einer Drehelastischen Kupplung eine Schwingungsanalyse durchgeführt?
- Überlagerungen mit Eigenschwingung führt zu Resonanz
- Aperiodischer Grenzfall: Aufschwingen der Kupplung
186. Welche 3 wesentlichen Aufgaben hat eine Drehelastische Kupplung? (S292)
- Milderung der Stoßwirkung auf die andere Kupplungsseite
- Reduzierung von Drehmomentspitzen
- Umwandlung von kinetischer Energie in Wärmeenergie
187. Welche Vorteile hat eine reibschlüssige schaltbare Kupplung?
- Einkuppeln bei beliebiger Drehzahldifferenz
- Synchronisiert selbstständig
188. Nach welchem Prinzip arbeiten reibschlüssige Kupplungen?
- Stahlfläche läuft gegen Reibbelag
- Reibbelag befindet sich auf Trägerlamelle (geklebt, gesintert, genietet)
- Auch Stahl auf Stahl möglich bei Ölschmierung
189. Nennen sie verschiedene Reibbeläge.
- Kunststoff
- Sinterbelag
- Papierbelag
190. Nennen sie 3 nicht schaltbare Kupplungen.
- Scheibenkupplung
- Schalenkupplung
- Bolzenkupplung
191. Nennen sie die Aufgaben von Wälzlagern. (S134)
- Übertragung von Kräften zwischen relativ zueinander bewegten Maschinenteilen
- Festlegung der gegenseitigen Lage der rel. Zueinander bewegten Maschinenteile
192. Welche Eigenschaften bestimmen ein Lager?
- Richtung der Kraftübertragung
- Tragfähigkeit
- Beweglichkeit (Axial, Winkel)
- Abmessungen
193. Was ist mit Winkelbeweglichkeit bei einem Lager gemeint?
- Kippwinkel zwischen äußerem und innerem Lagerring
194. Was ist eine statisch bestimmte Lagerung?
- Freiheitsgrad beträgt 1
- Weder über noch unterbestimmt (Keine Verspannungen)
195. Nennen sie 4 Abdichtungen von Wälzlagern. (S169)
- Labyrinthe
- NILOS Ring
- Stauscheibe
- Z-Stahl Lamellen
- Filzring
- Radialwellendichtring
196. Nennen sie die Auslegungskriterien bei hoher und bei geringer Last.
- Hohe Last:
Hertz’sche Pressung
a) Als Dauerschwellbeanspruchung bei umlaufenden Lagern
b) Als statische Beanspruchung bei stillstehenden oder langsamen Lagern
- Geringe Last:
Verschleiß von Schmierung und Verschmutzung abhängig
Ertragbare Belastung durch statische und dynamische Tragzahl gegeben
197. Definieren sie statische und dynamische Tragfähigkeit. (S174)
- Statisch: Tragzahl entspricht bleibender Formänderung von 0,01% des Wälzkörpers
- Dynamisch: Tragzahl entspricht Belastung die 90% aller Lager nach U. überleben
198. Welche Versagensarten gibt es bei Lagern?
- Plastische Deformation
- Lagerverschluss
- Reibkorrosion
- Werkstoffermüdung
199. Welche 3 Schmiermöglichkeiten gibt es bei einer Ölschmierung? (S167)
- Öltauchschmierung
- Ölnebelschmierung
- Ölspritzschmierun
200. Nennen sie 9 Wälzlager.
- Rillen-, Schräg-, Pendelkugellager
- Zylinder-, Kegel-, Pendelrollenlager
- Tonnenlager, Axiallager, Nadellager
201. Nennen sie 2 Wälzlager zum Nachstellen des Lagerspiels.
- Schrägkugellager
- Kegelrollenlager
202. Welchen Zweck haben Zugmittelgetriebe?
- Übertragung von Drehmomenten über einen größeren Wellenabstand
- Schaffung von Übersetzungen
203. Welche Vorteile haben Zugmittelgetriebe?
- Besonders für große Wellenabstände geeignet
- Wellen müssen nicht parallel sein
- Günstig
204. Wann wird der Flachriemenantrieb verwendet? Welche Vorteile hat er?
- Bei beliebig gegeneinander gerichteten Wellen
- Einfach, günstig, geräuscharm, elastische Stoßaufnahme, fast wartungsfrei
205. Welche Scheiben werden bei welchem Riementrieb gewölbt?
- Offen: Mindestens eine Scheibe
- Gekreuzt: Nur treibende Scheibe
- Geschränkt: Keine
206. Nennen sie jeweils 2 reib- und formschlüssige Zugmittelgetriebe.
- Reibschlüssig: Keilriemen, Flachriemen
- Formschlüssig: Zahnriemen, Ketten
207. Wozu dienen die Heuver’schen Kreise?
- Zur Vermeidung von Materialanhäufungen und Lunkern beim Gießen
208. Was ist ein Halbzeug?
- Vorgefertigte Rohmaterialformen wie I- oder T-Träger die noch weiterverarbeitet werden
209. Was versteht man beim Gießen unter einem Kern?
- Kerne werden aus gepresstem Sand oder Bindemitteln hergestellt um Hohlräume beim Gießen zu er- zeugen
210. Nennen sie Vor- und Nachteile des Gießens.
- Vorteile: Freie Formwahl, Günstig bei großen Stückzahlen
- Nachteile: Mindestwandstärken, Ungenaue Endprodukte, Schrumpfung
211. Welche Profile sind durch ihren Querschnitt für Torsionsbelastung ungeeignet?
- Offene Profile wie T-,U- oder H-Träger
212. Was versteht man unter Hertz’schen Pressung?
- Flächenpressung verschieden gekrümmter Oberflächen
13. Skizzieren sie die 4 Einspannungen beim Knicken nach Euler.
214. Wie wirkt sich die Beschaffenheit der Bauteiloberfläche auf die Festigkeit des Bauteils aus?
- Je glatter die Oberfläche desto größer die Festigkeit
215. Nennen sie 2 Möglichkeiten um ein Knicken von Druckfedern zu verhindern.
- Führungshülse
- Führungsdorn
216. Zählen sie die Vorteile von Tellerfedern auf.
- Kleine Bauform
- Nichtlineare Federkennlinie
- Gute Dämpfungseigenschaften
217. Welchen Vorteil hat der Einsatz von Dehnschrauben?
- Die Schraubenzusatzkraft sinkt infolge der erhöhten Elastizität
218. Zählen sie die 3 Stellen mit der höchsten Dauerbruchhäufigkeit einer Schraube auf.
- Übergang Schraubenkopf – Schaft
- Gewindeansatz
- Beginn der Mutter
219. Welchen Vorteil bieten Hohlwellen gegenüber Vollwellen?
- Geringeres Gewicht bei ähnlichem maximalen Drehmoment
220. Erklären sie den Begriff Kraft und Formschluss im Bezug auf Kupplungen. Nennen sie je 1 Beispiel.
- Kraftschluss: Kraftübertragung durch Reibung (Lamellenkupplung)
- Formschluss: Geometrische Durchdringung der Kupplungshälften (Bolzenkupplung)
221. Gehört die Gelenkwelle zur Gruppe der Kupplungen und Bremsen?
- Sie gehört zu den schwenkbaren Kupplungen (Drehfeste Verbindung zwischen 2 Wellen)
222. Nennen sie ein Beispiel für eine schwenkbare Kupplung.
- Gelenkwelle, Kardanwelle
223. Wie ermittelt man die minimale Höhe eines Wellenabsatzes für die Aufnahme von Wälz- lagern und warum sollte diese nicht über der angegebenen Höhe liegen?
- Die minimale Höhe ist dem Wälzlagerkatalog zu entnehmen
- Mit einem größeren Wellenabsatz steigt auch die Kerbwirkung
224. Welchen Vorteil besitzt der Riementrieb gegenüber einem Zahnrad? (S578)
- Große Wellenabstände überbrückbar
- Geräuscharm
- Elastische Stoßaufnahme
- Geringer Wartungsaufwand
225. Überträgt einen Riementrieb in beide Drehrichtungen die gleiche Leistung? Begründen sie.
- Nein, da sich der Riemen in Drehrichtung an durch die Trumkraft an der Antriebsrolle festzieht
226. Zählen sie alle Spannungen in der Riemenaußenfaser auf. (S592)
- Zugspannung
- Fliehkraftspannung
227. Welcher Kreis bildet die Grundlage zur Konstruktion einer Evolvente?
- Der Grundkreis
228. Mit welchem Fertigungsverfahren werden Zahnräder üblicherweise hergestellt?
- Stoßen
- Fräsen
229. Zählen sie 3 verschiedene Verzahnungsformen für Stirnräder auf.
- Geradverzahnung
- Schrägverzahnung
- Pfeilverzahnung
230. Gehört der Kegelsitz zu den leicht lösbaren oder zu den schwer lösbaren WNV?
- Das ist maßgeblich vom Winkel abhängig
231. Aus welchen Anteilen setzt sich die Spannung in der Riemenaußenfaser im höchstbelaste- ten Punkt zusammen?
232. Was für Kupplungsarten gibt es? (S287)
Schlagbare Kupplungen:
-Fremdbetätigt
-Drehzahlbetätigt
-Momentbetätigt
-Richtungsbetätigt
Nicht Schaltbare Kupplungen:
-Drehsteif
-Drehnachgiebig
233. Wozu dient der Flüssigkeitsfilm bei Gleitdichtungen?
- Der Flüssigkeitsfilm schützt vor starker Abnutzung der Dichtflächen
234. Definieren sie Schmiermittel. (S30)
- Schmierung wird eingesetzt um Reibung zu vermindern und um Verschleiß zu reduzieren oder ganz zu vermeiden. Die meisten Schmierstoffe sind flüssig (Mineralöle, synthetische Öle, Wasser)
235. Was ist der Polstereffekt?
- Der Polstereffekt verhindert bei richtiger Ölzufuhr die metallische Berührung von pulsierend belaste- ten Flächen
236. Wodurch entstehen Lagergeräusche?
- Lagerspiel
- Unrundheit
- Schiefstellung der Lagerringe
- Welligkeit der Wälzflächen
- Nicht Parallelität von Achse und Lager
237. Was versteht man unter Pneumatik?
- Energieübertragung mittels Gasen
238. Was ist beim Konstruieren für den Kraftfluss zu beachten?
- Kraftschluss muss stets geschlossen sein (actio=reactio)
239. Wovon hängt der Ermüdungsgrad bei Wälzlagern ab?
- Ermüdung schreitet proportional mit der Umdrehungszahl stetig fort
240. Wie wird ein Öl ausgesucht? Wo liegen die Anwendungsgrenzen?
- Viskosität
- Preis
- Eignung für hohe Temperaturen
- Eignung für hohe Last
- Wasserbeständigkeit
- Verdampfungsverluste
241. Nach welchen Kriterien werden Gleitlager ausgewählt?
- Benetzbarkeit
- Kapillarität
- Notlaufeigenschaften
- Gutes Einlaufverhalten
- Einbettungsverhalten
- Verschleißfestigkeit
- Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion und Kavitation
- Festigkeit
242. Welche Anordnungsmöglichkeiten gibt es für Tellerfedern?
- Wechselseitig
- Gleichseitig
243. Nennen sie die Vor- und Nachteile des Kettentriebes?
- Ein Kettentrieb braucht keine größeren Reibflächen zur Kraftübertragung wie z.B. Riemen- triebe (Außnahme Zahnriemen), daher sind kleinere (Zahn-)Scheibendurchmesser möglich.
- Es ist keine Vorspannung nötig, was die Lager der Wellen entlastet.
- Es können je nach Anwendung wesentlich größere Kräfte übertragen werden.
- Da sich die Kette beim Umlauf kaum elastisch verformt sind kleinere Umschlingungswinkel
und Achsabstände möglich.
- Die Lebensdauer gut geschmierter Kettentriebe ist hoch, verglichen mit anderen Transmissi-
onssystemen
Nachteile gegenüber der kraftschlüssigen Kraftübertragung:
- Kettentriebe haben höhere Laufgeräusche.
- Die Kette umschlingt die Zahnscheibe nicht rund sondern vieleckig, so dass das umlaufende
Kettensegment kürzer ist als der beschriebene Kreisbogen. Das führt zu einer diskontinuierli- chen Kraftübertragung - die getriebene Welle wird abwechselnd beschleunigt und gelöst, was zu hohen Trumkräften führen kann. Durch höhere Zähnezahlen lassen sich diese als Po- lygon-Effekt bezeichneten longitudinalen Schwingungen verringern.
- Senkrecht stehende Wellen lassen sich nicht gut mittels Kettentrieb verbinden, denn die Ket- tenlaschen würden einseitig an der Scheibenstirn reiben. Bei senkrecht übereinanderstehen- den, quer gelagerten Wellen hängt die Kette am unteren Rad durch, was ungünstigere Lau- feigenschaften zur Folge haben kann. Ideal ist eine leicht schräg versetzte Anordnung.
- Schwingungen - vor allem auf der rücklaufenden Kettenstrecke - müssen teilweise durch zu- sätzliche (teils gefederte Dämpfer) oder Spannrollen verringert werden.
Um gegenseitige Verschleißverstärkung zwischen Kette und Zahnscheibe zu vermeiden, soll- ten als Zähnezahlen Primzahlen verwendet werden, so greifen nicht regelmäßig dieselben Bolzen in eine Zahnlücke
244. Wie lässt sich die Grenzzähnezahl vermindern?
- Positive Profilverschiebung
- Größerer Flankenwinkel
- Größerer Schrägungswinkel
- Zahnkopf kürzen
245. Welche Pumpenarten gibt es?
- Verdrängerpumpen
- Strömungspumpen
246. Worin besteht der Unterschied zwischen einer positiven und einer negativen Absperrung?
- Positive Absperrung: Druck schließt Dichtspalt
- Negative Absperrung: Druck vergrößert Dichtspalt
247. Was bezeichnet man als Hydraulik? Wo wird sie eingesetzt?
- Energieübertragung mittels Flüssigkeiten
- Betätigung Fahrzeugbremsen
- Antiblockier-, Fahrstabilitätssysteme
- Ventilbetätigung in Einspritzsystemen
248. Nennen sie Beispiele für Biegebeanspruchte Federn.
- Blattfedern
- Gewundene Biegefedern
- Tellerfedern
249. Wie lautet die Momentengleichung eines Getriebes?
- Tan + Tab + Ts = 0 (Antriebsmoment + Abtriebsmoment + Stützmoment des Gehäuses= 0)
250. Was ist Stufenverschleiß bei Gleitfedern?
- Formschlüssige Hemmung
- Kann auftreten, wenn Wellen und Passfederoberfläche nicht härter ist als die der Nabe
251. Nennen sie die Elemente eines Gleitlagers.
- Welle
- Lagerschale
- Gehäuse
- Ölzuführung
- Abdichtung
252. Was ist Viskosität?
253. Welche Gesichtspunkte muss man bei der Beanspruchung von Stirnrädern berücksichti- gen?
- Verzahnungsart
254. Was ist eine O-Ring Dichtung?
- Dichtung mit selbstverstärkendem Dichtungsprinzip
255. Was versteht man unter einer äquivalenten Lagerbelastung?
- Fiktive, rein axiale (radiale) Belastung, welche das Lager in gleichem Maße beansprucht wie beide Kraftkomponenten zusammen
- Statisch: F0= X0*Fr + Y0*Fa
- Dynamisch: F= X*Fr + Y*Fa
256. Worauf ist beim Einbau von Radialdichtungen zu achten?
- Dichtlippe mit großem Kontaktwinkel zum abzudichtenden Medium hingewandt
- Gegenflächen müssen drallfrei sein
- Kanten vor Einbau gratfrei verrunden
257. Was versteht man unter Formsteifigkeit?
- Das Vermögen eines Körpers unter Einwirkung äußerer Kräfte und Momente seine Form bei- zubehalte
258. Welche Voraussetzung gibt es für die Schmierung in hydrodynamischen Gleitlagern?
- Sich verengender Schmierspalt
- Viskoser an Oberflächen haftender Schmierstoff
- Schmierstoffförderung in Richtung des sich verengenden Spaltes
259. Wozu dienen Dichtungen?
- Vermeidung von Stoffverlusten
- Verhinderung der Vermengung von Betriebsstoffen
- Schutz vor eindringendem Schmutz
260. Was ist der Zweck einer Festigkeitsberechnung?
- Sicherstellen, dass Bauteile den im Betrieb auftretenden Belastungen standhalten
- Zeit- und kostengünstiger als Feldversuche
261. Was kann das Erreichen der biegekritischen Unwucht zur Folge haben?
- Es entstehen Biegeschwingungen
- Verformungen an der Welle
262. Wie hoch ist die kritische Mutternhöhe?
- 0,8*d
- Gröberes Gewinde – kleinere Werte
263. Was versteht man unter Anstellen eines Lagers?
- Bemessen des radialen und axialen Spiels bzw radialen und axialen Vorspannkraft beim Ein- bau
- Verhindert großes Spiel
- Verteilung der Belastung auf viele Wälzkörper (größere Steifigkeit und Lebensdauer)
264. Nennen sie Beispiele für Torsionsbeanspruchte Federn.
- Drehstabfedern
- Schraubenfedern
265. Was ist beim Hydraulikvorratsbehälter zu beachten?
- Muss groß genug sein, damit Leckage Verluste ausgeglichen werden können
- Muss sämtliche Hydraulikflüssigkeit des Kreislaufs aufnehmen können (Wartung)
266. Welche Wellenlage ist bei Zugmittelgetrieben möglich?
- Ketten: Nur parallele Wellen
- Flachriemen: bedingt gekreuzt bzw. geschränkt
- Keilriemen: gekreuzt, geschränkt, über Leitrollen auch winklig
267. Wie wird bei Kettentrieben die Schwingung gedämpft?
- Erhöhung der Zähnezahl
- Spannräder
268. Nennen sie die Versagensursachen eines hydrodynamischen Gleitlagers?
- Betrieb bei niedrigen Drehzahlen
- Hohe Erwärmung im Schmierspalt
269. Was sind Wälzgetriebe? Wie erfolgt die Drehmomentübertragung?
- Wälzgetriebe sind Zahnradgetriebe
- Übertagung durch Abwälzen zweier Körper aufeinander
- Reibschlüssig: Reibradgetriebe
- Formschlüssig: Zahnradgetriebe
270. Nennen sie die Anforderungen an den Werkstoff der Lagerschalen.
271. Nennen sie Vor- und Nachteile von Gummifedern.
- Vorteil:
Bei kleinem Volumen großer Federweg
Federung in mehreren Freiheitsgaden
- Nachteil:
Nur geeignet für Schub- und Druckbeanspruchung, nicht für Zug
272. Was ist das charakteristische an einer Schrägverzahnung?
- Sämtliche Normalen der Stirnschnitte, die den Grundkreis tangieren, liegen in einer Ebene
- Flankenlinien von Schrägverzahnungen sind Schraubenlinien
- Sind gegenüber Geradverzahnungen bei gleicher Fertigungsqualität und gleichen Betriebspa-
rametern geräuscharmer
273. Wie entsteht Reibkorrosion bei Pressverbindungen? Wie lässt sie sich vermindern?
- Entsteht durch Mikrorelativbewegungen im Druckkontakt
- Prinzip der abgestimmten Verformung
- Wellenabsatz bewirkt geringe Gleitwege (mindert Reibkorrosion)
274. Ist eine Passfeder als Sicherung einer Pressverbindung sinnvoll?
- Aufgrund des Fugendruckverlustes (ca. 16%) nicht
275. Was sind sie speziellen Konstruktiven Probleme der Hydraulik?
- Nachteilig bei hydraulischen Antrieben ist die Elastizität des Fluids, die unter Druck zur Kom- pression führt. Hieraus entstehen u. U. Druck- bzw. Bewegungsschwingungen. Diese Proble- matik wirkt sich aber nur bei Antrieben mit hohen Anforderungen an die Gleichförmigkeit der Geschwindigkeit bei stark wechselnden Lasten aus, z. B. Vorschubantriebe an Werkzeugma- schinen. Hier muss mittels flexibler Kupplungen gegengesteuert werden, was die Kosten stei- gert.
- Hohe Anforderung an die Filtrierung der Hydraulikflüssigkeit
- Entwicklung von Wärme und dadurch Änderung der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit, bei
sehr hohen Temperaturen kommt es zur Bildung von Dampfblasen, die sich komprimieren
lassen und die Wirkung drastisch verschlechtern.
- Schaltgeräusche der Ventile
- Temperaturabhängigkeit der Hydrauliköle, (Viskosität und Kraftaufwand erhöhen sich bei
sinkenden Temperaturen)
- Hohe Strömungsverluste im Inneren der hydraulischen Flüssigkeiten, welche in Wärme um-
gesetzt werden und die Anlage aufheizen. (Energieverlust)
276. Was ist die Punktlast bzw. die Umfangslast eines Lagers?
- Punktlast: nicht umlaufende radiale Lastrichtung
- Umfangslast: umlaufende Lastrichtung
277. Nach welchen Gesichtspunkten werden Lager eingeteilt?
- Nach ihrem inneren Aufbau (Wälzlager, Gleitlager)
- Nach Richtung der Kraftübertragung (axial, radial)
- Nach der Funktion (fest, los, Stützlager)
278. Welchen Vorteil hat Torsionsfreies Vorspannen?
- Höchste Ausnutzung der Tragfähigkeit
- Präziseres Vorspannen möglich
279. Was muss bei der Gestaltung von Gussteilen beachtet werden?
- Fertigungsgerechtes Gestalten:
a) Geometrisch einfache, glatte Formen
b) Kerne möglichst vermeiden
c) Hinterschneidungen vermeiden
d) Aushebeschrägen vorsehen
e) Zu bearbeitende Fläche eindeutig vorziehen
- Stoffgerechtes Gestalten:
a) Wärmerisse vermeiden
b) Möglichst gleiche Wanddicken
c) Stetige Querschnittsübergänge
d) Materialanhäufung vermeiden (führt zu Lunkern)
280. Wie ist die Profilüberdeckung definiert?
281. Warum soll ein Wälzlager nicht vollständig in Öl liegen?
- Überhitzung
- Quetschvorgänge
- Verwirbelungsverluste
282. Nennen sie Profilwellen.
- Keilwelle, Polygonwelle
283. Nennen sie Gesichtspunkte für die Auslegung einer Verzahnung.
- Konstante Übersetzung (kinematische Grundforderung)
- Hohe Tragfähigkeit
- Geringe Verluste
- Unempfindlichkeit gegenüber Fertigungsabweichungen
- Geringe Lärmentwicklung
284. Welche Arten von Dichtungen gibt es?
- Berührende Dichtungen: Statische & Dynamische
- Berührungsfreie Dichtungen
285. Nennen sie Beispiele für Sonderlager.
- Vierpunktlager
- Kreuzrollenlager
- Drahtwälzlager
- UKF Spezialkugellager
286. Nennen sie Kriterien zur Lagerauswahl.
- Funktionsweise: Tragfähigkeit (statisch, dynamisch) , Führungsfähigkeit
- Bewegungswiderstand
- Wirkende Kräfte: Axial, Radial
- Lebensdauer
287. Welche Schraubenart wird wie gesichert?
- Kraftschrauben:
Mindestvorspannung
- Heftschrauben:
Federring
Federscheibe
Tellerfeder
Kronenmutter
Sicherungsbuchse
288. Nennen sie die Grundbegriffe der Evolventenverzahnung.
- Eingriffswinkel
- Profilwinkel
- Teilkreisdurchmesser
- Teilkreisteilung
- Modul
- Grundkreisdurchmesser, Kopfkreisduchmesser, Fußkreisdurchmesser
- Grundkreisteilung
- Eingriffsteilung
- Zahnhöhe
289. Nennen sie die Glieder des Kurbeltriebes.
-Kurbelwelle mit Gegengewichten
-Kurbelwellenlager,
-Pleuel,
-Pleuellager
-Kolben mit Ringen
-Kolbenbolzen
-Schmierstoff.
290. Ordnen Sie die genannten Dichtungen in das gegebene Klassierungsschema ein!
291. Kennzeichnen Sie bei den folgenden sechs Schweißverbindungen die jeweils günstige Va- riante bezüglich Festigkeit (1-3) bzw. Fertigung (4-6)!
292. Eine umlaufende drehende Welle wird über ein schrägverzahntes Zahnrad gleichmäßig belastet. Geben Sie alle auftretenden Beanspruchungsarten an und ordnen Sie diesen den jeweiligen Beanspruchungsfall zu.
- Biegung, Torsion, Schub, Zug/Druck
293. Nennen Sie zwei konstruktive Maßnahmen für Flachriemenscheiben, die ein Abrutschen oder Ablaufen des Riemens verhindern.
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