Zeichnen Sie die Funktionsskizze eines dreistufigen Getriebes und geben dessen Gesamtübersetzung und Gesamtwirkungsgrad an!
Welchen Nachteil hat eine negative Profilverschiebung?
Schwächung des Zahnfußes
Unterschnitt
Zeichnen Sie jeweils die zeitlichen Verläufe einer ruhenden, schwellenden und wechselnden Belastung.
Zeichnen Sie jeweils eine Parallel- und eine Reihenschaltung zweier Federn und geben Sie die jeweilige Gesamtsteifigkeit an.
Sie haben 3 Federn jeweils mit Federsteifigkeit c und möchten durch Kombination der Federn eine Gesamtsteifigkeit von 𝑐𝑔𝑒𝑠 = 2 / 3 𝑐 erreichen. Welche Anordnung benötigen Sie.
Nennen Sie zwei Vorteile eines Wälzlagers gegenüber einem Gleitlager!
Nennen Sie 4 mögliche Funktionen von Kupplungen!
Welchen Einfluss hat die Drehzahl auf die Auslegung eines Pressverbandes zwischen Welle und Nabe?
Erläutern Sie statisches und dynamisches Auswuchten!
- Statisch:
- Schnelllaufende Rotationskörper [n > 1500 (1/min)] müssen ausgewuchtet werden
- Ziel: Minimierung des Schwerpunktabstandes zur Rotationsachse
- Gleichgewicht von Flieh- und Schwerkräften
- Dynamisch:
- Kräfte und Momente müssen sich in beiden Wellenebenen aufheben
- Wenn mehrere aufgesetzte Massen vorhanden sind
Nennen Sie je einen Festschmierstoff und eine Art von Ölschmierung!
- Fettartige Festschmierstoffe sind z.B. Graphit und Borax
- Werden verwendet bei extrem hohen oder tiefen Temperaturen, wo ein Einsatz von Öl oder Fett nicht möglich ist
- Ölschmierungen:
- Ölumlaufschmierung
- Tauchschmierung
- Ölnebelschmierung
Was ist die Sommerfeldzahl?
- Kennzahl, die Aussagen über die Tragfähigkeit eines Gleitlagers macht
- Beeinflussbar durch das Lagerspiel oder die Viskosität des Schmiermittels
- Abhängig von der Exzentrizität
Nennen Sie vier Funktionen von Schrauben!
- Stellfunktion
- Arbeitsfunktion
- Verbindungsfunktion
- Mittelbare Dichtfunktion
Erläutern Sie den Anziehfaktor einer Schraubverbindung!
- Berücksichtigt die Unsicherheiten im Montageverfahren und die Streuung der Vorspannkraft
- Ursachen der Streuung sind: Anziehverfahren, Anziehgerät, Festigkeit der Verbindung
Nennen und erläutern Sie zwei Montageverfahren zum Anziehen von Schraubverbindungen!
- Handmontage
- Für untergeordnete Verbindungen üblich
- Montage erfahrungsabhängig
- Drehmomentgesteuertes Anziehen
- Hand- oder Motorbetriebene Werkzeuge mit Messung oder Grenzwert
- Höhere Präzision durch elektronische Messung
Was ist die Hertzsche Pressung? Wo tritt diese auf?
- Kleine Kontaktflächen mit hohen lokalen Belastungen
- Tritt auf, wenn zwei Oberflächen ungleicher Krümmung aufeinander gepresst werden
- Punkt- und Linienberührungen
Nennen Sie drei Maßnahmen zur Verbesserung der Lastverteilung an Schraube und Mutter!
- Biegeweichheit der ersten tragenden Gewindegänge vergrößern
- Zug- / Stulpmutter verwenden
- Druckmutter anbringen
Was ist die Reynolds-Zahl?
- Ist eine Kennzahl zur Darstellung des Verhältnisses von Trägheits- zu Zähigkeitskräften
Wie berechnet sich die Gangzahl von Gewinden?
P_n = z * P
- Z = Anzahl der Gänge
- P = Abstand zweier Flanken
Erläutern Sie den Begriff des mittleren relativen und des effektiven relativen Lagerspiels bei Radialwellenlagern!
- Mittleres relatives Lagerspiel ist jenes Spiel zwischen, das für die hydrodynamische Schmierung notwendig ist
- Effektives relatives Lagerspiel ist die Summe aus dem mittleren relativen Lagerspiel und einem ΔΨ, welches durch die thermischen Längenausdehnungskoeffizienten der Welle und des Lagers hervorgerufen wird
Nennen Sie drei Vorteile, die ein hydrodynamisches Gleitlager gegenüber einem Wälzlager hat!
- Stoß- und Schwingungsdämpfend
- Für hohe Drehzahlen geeignet
- Nahezu keine Reibungsverluste
- Einfacher Aufbau
Welchen Einfluss hat die Drehzahl auf die übertragbare Kraft einer rotierenden Pressverbindung? Erklären Sie diesen!
- Bei rotierenden Pressverbindungen hat die Zentrifugalkraft eine radiale Aufweitung des Innen- und Außenteils zur Folge. Dadurch sinkt mit dem Fugendruck auch das übertragbare Moment.
- Dieser Effekt ist in vielen Fällen vernachlässigbar, sofern die Drehzahl keinen entscheidenden Entwurfsparameter darstellt
Erläutern Sie, weshalb zwei Passfedern, die am Umfang der Welle angeordnet sind, nicht in gleichem Maße an der Kraftübertragung teilnehmen! Wie begegnet man diesem Problem?
- Ungleichmäßige Kraftübertragung durch Ungenauigkeiten in der Fertigung
- A) Überbrückung des Spiels mittels Vorspannung
- B) Zahn- oder Keilwellenverbindung wählen, falls möglich
Was berücksichtigt das Glättungsmaß G bei Welle-Nabe-Verbindungen?
- Glättungsmaß G berücksichtigt das Glätten der Rauheitsspitzen während der Montage
- Bei Ignorieren sinkt die Fugenpressung unter das erforderliche Mindestmaß
Nennen Sie vier Mögliche Mitnehmer in Form von Einzelelementen oder Profilen bei Welle-Nabe-Verbindungen!
- Kerbverzahnung
- Polygonprofil
- Passfeder
- Querstiftverbindung
- Keilwelle
Was besagt das Hookesche Gesetz?
- σ = E * ε
- beschreibt das elastische Verhalten von Festkörpern durch einen linearen Zusammenhang zwischen wirkender Kraft und Verformung
Nennen Sie zwei Möglichkeiten zur experimentellen Betriebsfestigkeitsbestimmung!
- Nachfahrversuch
- Betriebsfestigkeitsversuch
Wofür werden Vergleichsspannungen benötigt?
Die Vergleichsspannung ist ein Begriff aus der Festigkeitslehre und bezeichnet eine fiktive einachsige Spannung, die dieselbe Materialbeanspruchung darstellt wie ein realer, mehrachsiger Spannungszustand.
Damit kann der wirkliche dreidimensionale Belastungszustand im Bauteil, bestehend aus Normal-Spannungen und Schub-Spannungen in alle drei Raumrichtungen, direkt mit den Kennwerten aus dem einachsigen Zugversuch (Material-Kennwerte, z. B. Streckgrenze oder Zugfestigkeit) verglichen werden.
Vorteile Gleitlager
Die Vorteile sind:
geräuscharm
stoßunempfindlich
geringes Bauvolumen
hohe Tragfähigkeit
höchste Drehzahlen möglich
hohe Führungsgenauigkeit (hydrodynamische Mehrflächen- und hydrostatische Lager)
leichte Montage durch Teilung der Buchse
hohe Lebensdauer im Dauerbetrieb (bei hydrostatischer Schmierung theoretisch kein Verschleiß)
Die Nachteile von Gleitlagern sind:
Gleitlager benötigen eine permanente Ölzufuhr, die oft zusätzliche Leitungen, Bohrungen sowie eine Pumpe erfordert.
Durch den notwendigen Ölfluss sind sie für Anwendungen, die sparsam mit Öl umgehen müssen (beispielsweise Zweitaktmotoren wegen der Gemischschmierung), nicht geeignet.
Begrenzte Eignung für den Betrieb im Mischreibungsbereich (Sommerfeldzahl >10), also in der Kombination von niedrigen Drehzahlen, häufigen Anfahrvorgängen mit hohen Lasten
Begrenzte Notlaufeigenschaften
Was ist ein Maschinenelement und wie wird es gekennzeichnet ?
Bauteile oder Bauprinzipien, die in verschiedenen Maschinen die gleiche oder ähnliche Funktion übernehmen und daher immer wieder in gleicher oder ähnlicher Form vorkommen
Nennen Sie zwei Faktoren , welche die Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffe bestimmen
Matrix der Faser
Fasergeometrie
Nennen sie jeweils ein Kriterium für ein Fertigungs - und Stoffgerechtes Gestalten von Gussteilen
Fertigungsgerecht:
-einfache Montage (Werkzeugzugang)
Stoffgerecht
Zeichnen Sie für die unten dargestellten Gleitlager qualitativ die Schmierdruckverläufe über die Lagerbreite ein.
Nennen Sie zwei Ursachen für Leckagen bei Dichtungen
- Mikro-Diesel-Effekt
- Spaltextrusion
Was ist die Hauptfunktion eines Getriebes? Nennen Sie zusätzlich eine mögliche Nebenfunktion
Hauptfunktion : Übertragung Leistung / DM
Nebenfunktion : Rotationsbewegung ->Translationsbewegung
Was muss erfüllt sein , damit bei Zahnradpaarungen das Übersetzungsverhältnis konstant ist?
Verzahnungsgesetz:
Das Verzahnungsgesetz sagt aus,
1. dass zu jedem Zeitpunkt der Drehübertragung sich mindestens ein Zähnepaar im Eingriff befindet.
2. dass die gemeinsame Normale (Senkrechte) der beiden Zahnprofile (Kurven) in jedem möglichen Berührungspunkt immer durch den Wälzpunkt C (siehe Abbildung) geht, der die Verbindungslinie zwischen den Drehpunkten der beiden Zahnräder im umgekehrten Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten teilt.
Das Verzahnungsgesetz enthält keinerlei Aussage z. B. über Drehmomentübersetzung, Gleitgeschwindigkeiten der Zahnflanken aufeinander oder Wirkungsgrad der Verzahnung
Sie haben zwei Zahnräder. Zahnrad 1 hat einen Durchmesser d_1= 30mm und z_1= 15 Zähne und Zahnrad 2 d_2= 60mm z_2= 20 Zähne.
Zahnpaar bildbar? Erläutern!
Übersetzung muss gleich sein:
d1/z1 = d2/z2
Daher nein.
Was zeigt eine Stribeckkurve ? Welche drei Bereiche unterscheidet sie ?
Welche drei unterschiedlichen Federkennlinien für Torsionsfedern kennen Sie ? Zeichnen Sie die Federkennlinien in einem Diagramm und benennen Sie diese .
skizzieren Sie das Prinzip eines Freilaufs
Einseitige MomentÜbertragung
Nennen Sie zwei mögliche Ausfallursachen von Bremsen
Dreck
Bremsscheibenbruch
Nennen Sie drei Vorteile von Gleitlagern gegenüber Wälzlagern
- geräuscharm
- reibungs arm
- verschleißfrei
Nennen Sie zwei Merkmale, nach welchen Wälzlager kategorisiert werden können .
Wälzkörperart
Anstellung/Winkel
Getriebearten
Erläutern Sie anhand des Verspannungsdiagramms, warum es günstig ist, wenn die Steifigkeit der Schraube klein und die des Flansches groß ist . (c_s < c_f)
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