Maschinenelemente: Normung Berechnung Gestaltung

ISBN-13: 9783528140137 / Niemiecki / Miękka / 1972 / 575 str.

Hermann Roloff

Opis

Eine Aufgabensammiung mit zahlreichen praxisnahen Aufgaben und Abbil dungen erganzt dieses Lehrboch. Beide Bucher sind in den Neuauflagen in Inhalt und Gliederung sorgfaltig aufeinander abgestimmt, so da sowohl im Unterricht als auch im Selbststudium vorteilhaft mit diesen nebeneinander gearbeitet werden kann. Abschlie&nd mochten wir den Firmen danken, die durch Oberlassung von Zeichnungen und sonstigen Unterlagen unsere Arbeit wesentlich unterstutzt haben, und ebenso den Benutzern des Buches fur Anregungen und Hinweise, fur die wir auch weiterhin sehr dankbar sind. Unser Dank gilt auch dem Verlag fur das verstandnisvol1e Eingehen auf unsere Anderungswtinsche. Braunschweig/Nurnberg, im September 1971 Hermann Roloff Wilhelm Matek Inhaltsverzeichnis 3. Statische Belastung 24 A. Allgemeine Grundlagen a) Festigkeitsbegriffe 24 1. Grundbegriffe und Arten der b) Gewaltbruch 26 Maschinenelemente c) Zulassige Spannung bei statischer Belastung 26 2. Allgemeine Gestaltungs. und Berechnungsregeln 1 27 4. Dynamische Belastung a) Zeichnung 1 a) Dauerfestigkeits begriffe 27 b) Gestaltung 3 b) Dauerfestigkeitsschaubilder c) Berechnung 4 und Dauerfestigkeitswerte 29 c) Kerbwirkung 31 B. Normzahlen und Passungen d) Dauerbruch 34 e) Nutzdauerfestigkeit 35 1. Allgemeines 6 f) Zulassige Spannung 36 Normzahlen (Vorzugszahlen) 6 2.

Spis treści

A. Allgemeine Grundlagen.- 1. Grundbegriffe und Arten der Maschinenelemente.- 2. Allgemeine Gestaltungs- und Berechnungsregeln.- a) Zeichnung.- b) Gestaltung.- c) Berechnung.- B. Normzahlen und Passungen.- 1. Allgemeines.- 2. Normzahlen (Vorzugszahlen).- 3. Normmaße (Vorzugsmaße).- 4. ISO-Passungen.- a) Grundbegriffe.- b) Toleranzsystem.- c) Paßsystem.- d) Passungsarten.- e) Maßtoleranzen.- f) Maße ohne Toleranzangaben.- g) Eintragung von Toleranzen in Zeichnungen.- h) Prüfen der Maßhaltigkeit.- i) Verwendungsbeispiele für Passungen.- 5. Berechnungsbeispiele.- C. Festigkeit und zulässige Spannung.- 1. Allgemeines.- 2. Beanspruchungs- und Belastungsarten.- a) Beanspruchungsarten.- b) Belastungsarten.- c) Formelzeichen für Spannungen und Festigkeiten.- 3. Statische Belastung.- a) Festigkeitsbegriffe.- b) Gewaltbruch.- c) Zulässige Spannung bei statischer Belastung.- 4. Dynamische Belastung.- a) Dauerfestigkeitsbegriffe.- b) Dauerfestigkeitsschaubilder und Dauerfestigkeitswerte.- c) Kerbwirkung.- d) Dauerbruch.- e) Nutzdauerfestigkeit.- f) Zulässige Spannung.- 5. Berechnungsbeispiele.- D. Klebverbindungen.- 1. Allgemeines.- 2. Klebstoffarten.- a) Allgemeine Übersicht.- b) Lösungsmittelklebstoffe.- c) Reaktionsklebstoffe.- 3. Herstellen der Klebverbindungen.- a) Vorbehandeln der Klebflächen.- b) Kleben.- 4. Eigenschaften der Klebverbindungen.- a) Physikalische Eigenschaften.- b) Mechanische Eigenschaften.- 5. Gestaltung der Klebverbindungen.- 6. Berechnungsbeispiel.- E. Lötverbindungen.- 1. Allgemeines.- 2. Lotarten.- a) Weichlote.- b) Hartlote.- 3. Lötverfahren.- a) Kolbenlötung.- b) Flammenlötung.- c) Tauchlötung.- d) Ofenlötung.- e) Widerstands- und Induktionslötung.- f) Sonstige Lötverfahren.- 4. Festigkeitseigenschaften.- 5. Gestaltung der Lötverbindungen.- F. Schweißverbindungen.- 1. Allgemeines.- 2. Schweißverfahren.- a) Gasschweißen (Autogenschweißen).- b) Lichtbogenschweißen.- c) Sonstige Schweißverfahren.- 3. Schweißbarkeit der Werkstoffe.- a) Stahl, Stahlguß, Gußeisen.- b) Nichteisenmetalle.- c) Kunststoffe.- 4. Schweißnahtarten.- a) Stumpfnaht.- b) Kehlnaht.- c) Stirnnaht.- d) Nahtdicken.- 5. Schweißverbindungen im Stahlbau.- a) Allgemeine Richtlinien.- b) Werkstoffe.- c) Berechnung der Schweißverbindungen.- d) Besondere Hinweise.- 6. Schweißverbindungen im Kessel-und Behälterbau.- a) Allgemeine Richtlinien.- b) Werkstoffe.- c) Berechnung geschweißter Druckbehälter.- 7. Schweißverbindungen im Maschinenbau.- a) Allgemeine Richtlinien.- b) Berechnung der Schweißverbindungen.- c) Zulässige Spannungen für Schweißverbindungen im Maschinenbau.- 8. Punktschweißverbindungen.- a) Allgemeine Richtlinien.- b) Berechnung der Punktschweißverbindungen.- c) Gestaltung der Punktschweißverbindungen.- 9. Gestaltung der Schweißverbindungen.- a) Allgemeine Gestaltungsrichtlinien.- b) Zeichnerische Darstellung.- c) Gestaltungsbeispiele.- 10. Berechnungsbeispiele.- G. Nietverbindungen.- 1. Allgemeines.- 2. Die Niete.- a) Nietformen.- b) Nietwerkstoffe.- 3. Herstellung der Nietverbindungen.- a) Allgemeine Hinweise.- b) Warmnietung.- c) Kaltnietung.- 4. Nietlängen.- 5. Verbindungsarten.- 6. Schnittigkeit.- 7. Nietverbindungen im Stahlbau.- a) Allgemeine Richtlinien.- b) Berechnung genieteter Bauteile.- c) Berechnung der Niete.- d) Gestaltung der Nietverbindungen im Stahlbau.- 8. Nietverbindungen im Kessel- und Druckbehälterbau.- a) Allgemeine Richtlinien.- b) Werkstoffe.- c) Berechnung genieteter Druckbehälter.- d) Berechnung der Niete.- 9. Nietverbindungen im Behälterund Rohrleitungsbau.- 10. Nietverbindungen im Maschinenbau.- 11. Nietverbindungen im Leichtmetallbau.- a) Allgemeine Richtlinien.- b) Aluminiumniete.- c) Werkstoffe.- d) Berechnung der Bauteile und Niete.- e) Gestaltung der Nietverbindungen im Leichtmetallbau.- 12. Berechnungsbeispiele.- H. Schraubenverbindungen.- 1. Allgemeines.- 2. Gewinde.- a) Gewindearten.- b) Gewindebezeichnungen.- c) Geometrische Beziehungen.- 3. Schrauben und Muttern.- a) Schraubenarten.- b) Mutternarten.- c) Sonderformen von Schrauben und Muttern.- d) Ausführung und Werkstoffe der Schrauben und Muttern.- 4. Schraubensicherungen.- 5. Scheiben.- 6. Nicht vorgespannte und vorgespannte Verbindungen mit Befestigungsschrauben.- 7. Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schraubenverbindungen.- a) Kraftverhältnisse bei statischer Längskraft.- b) Kraftverhältnisse bei dynamischer Längskraft.- c) Kraftverhältnisse bei statischer oder dvnamischer Querkraft.- d) Verformungen an Schraube und verschraubten Teilen.- 8. Dauerhaltbarkeit der Schraubenverbindungen.- 9. Betriebsverhalten vorgespannter Schraubenverbindungen.- a) Setzerscheinungen, Lockerungsfaktor.- b) Pressung an den Auflageflächen.- 10. Mutterhöhe, Einschraublänge.- 11. Erzeugung der Vorspannkraft, Anzugsmoment.- a) Kräfte am Gewinde. Gewindereibungsmoment.- b) Anzugsmoment.- 12. Lösen der Schraubenverbindung, Sicherungsmaßnahmen.- a) selbsttätiges Losdrehen.- b) Sicherungsmaßnahmen, Anwendung der Sicherungs-elemente.- 13. Berechnung der Befestigungsschrauben.- a) Längsbeanspruchte, nicht vorgespannte Schrauben.- b) Längsbeanspruchte, vorgespannte Schrauben.- c) Querbeanspruchte Schrauben, Klemmschrauben.- 14. Schrauben im Stahlbau.- a) Anwendung.- b) Schraubenarten.- c) Berechnung der Zug- und Druckstabanschlüsse.- d) Berechnung von Konsolanschlüssen.- e) Allgemeine Hinweise.- 15. Bewegungsschrauben.- a) Überschlägige Berechnung, Vorwahl des Gewindedurchmessers.- b) Nachprüfung auf Festigkeit.- c) Nachprüfung auf Knicksicherheit.- d) Spindelführung.- e) Wirkungsgrad der Bewegungsschrauben, Selbsthemmung.- 16. Berechnungsbeispiele.- I. Bolzen-, Stiftverbindungen und Sicherungselemente.- 1. Allgemeines.- 2. Bolzen.- a) Formen und Verwendung.- b) Berechnung.- 3. Stifte.- a) Formen und Verwendung.- b) Berechnung.- 4. Bolzen-Sicherungen.- a) Sicherungsringe.- b) Splinte.- c) Stellringe.- d) Achshalter.- 5. Gestaltung von Bolzen- und Stiftverbindungen.- K. Elastische Federn.- 1. Allgemeines.- 2. Federkennlinien.- a) Lineare Kennlinien.- b) Gekrümmte Kennlinien.- 3. Federungsarbeit.- 4. Federwerkstoffe, ihre Eigenschaften und Verwendung.- a) Federstahl.- b) Nichteisenmetalle.- c) Nichtmetallische Federwerkstoffe.- 5. Zug- und druckbeanspruchte Federn aus Metall (Ringfeder).- 6. Biegebeanspruchte Federn aus Metall.- a) Rechteck- und Dreieck-Blattfedern.- b) Mehrschicht-Blattfeder.- c) Schenkelfeder.- d) Spiralfeder.- e) Tellerfedern.- 7. Drehbeanspruchte Federn aus Metall.- a) Drehstabfeder.- b) Schraubenfedern, Allgemeines.- c) Ausführung der zylindrischen Schraubenfedern mit Kreisquerschnitt.- d) Berechnung zylindrischer Schrauben-Zugfedern mit Kreisquerschnitt.- e) Berechnung zylindrischer Schrauben-Druckfedern mit Kreisquerschnitt.- f) Zylindrische Schraubenfedern mit Rechteckquerschnitt.- g) Kegelige Schraubenfedern.- 8. Federn aus Gummi.- a) Eigenschaften.- b) Berechnung.- c) Ausführung, Anwendung, Gestaltung.- 9. Berechnungsbeispiele.- L. Achsen, Wellen und Zapfen.- 1. Allgemeines.- 2. Werkstoffe und Herstellung.- 3. Berechnung der Achsen.- a) Zylindrische Achsen.- b) Hochbeanspruchte, angeformte Achsen.- c) Besondere Hinweise.- 4. Berechnung der Wellen.- a) Verdrehbeanspruchte Wellen.- b) Gleichzeitig verdreh- und biegebeanspruchte Wellen.- c) Lange Wellen.- d) Hohlwellen.- 5. Auszuführende Achsen- und Wellendurchmesser.- 6. Kritische Drehzahl.- a) Schwingungen, Resonanz.- b) Biegekritische Drehzahl.- c) Drehkritische Drehzahl.- d) Konstruktive Maßnahmen.- 7. Berechnung der Zapfen.- a) Achszapfen.- b) Wellenzapfen.- c) Genormte Wellenzapfen.- d) Einzelzapfen.- 8. Gestaltung der Achsen, Wellen und Zapfen.- a) Allgemeine Gestaltungsrichtlinien.- b) Sonderausführungen.- 9. Berechnungsbeispiele.- M. Elemente zum Verbinden von Welle und Nabe.- 1. Allgemeines.- 2. Reibschlüssige Verbindungen.- a) Klemmverbindung.- b) Kegelverbindung.- c) Ringfeder-Spannverbindung.- d) Preßpassungen.- 3. Formschlüssige Verbindungen.- a) Keilwellenverbindung.- b) Kerbverzahnung.- c) Polygonprofil.- d) Paßfederverbindungen.- 4. Vorgespannte, formschlüssige Verbindungen, Keilverbindung.- 5. Berechnungsbeispiele.- N. Kupplungen.- 1. Allgemeines.- 2. Feste Kupplungen.- a) Scheibenkupplung.- b) Schalenkupplung.- c) Stirnverzahnung (Hirthverzahnung).- 3. Bewegliche, unelastische Kupplungen.- a) Längsbewegliche Kupplungen (Ausdehnungskupplungen).- b) Querbewegliche Kupplungen.- c) Winkelbewegliche Kupplungen.- d) Allseitig bewegliche Kupplungen.- 4. Elastische Kupplungen.- a) Elastische Stahlbandkupplung (Malmedie-Bibby-Kupplung).- b) Elastische Bolzenkupplungen.- c) Hochelastische Kupplungen.- 5. Schaltkupplungen.- a) Mechanisch betätigte Schaltkupplungen.- b) Elektrisch betätigte Schaltkupplungen.- c) Hydraulisch und pneumatisch betätigte Schaltkupplungen.- 6. Sicherheitskupplungen.- 7. Anlaufkupplungen.- a) Nicht steuerbare Anlaufkupplungen.- b) Steuerbare Anlaufkupplungen.- 8. Freilaufkupplungen.- O. Lager.- 1. Allgemeines.- a) Lagerarten.- b) Eigenschaften.- c) Verwendung der Gleit- und Wälzlager.- 2. Wälzlager.- a) Aufbau, Wälzkörperformen und Werkstoffe.- b) Standard-Bauformen der Wälzlager, ihre Eigenschaften und Verwendung.- c) Sonder-Bauformen.- d) Baumaße und Kurzzeichen für die Wälzlager.- e) Lagerauswahl.- f) Berechnung umlaufender Wälzlager.- g) Berechnung stillstehender oder langsam umlaufender Wälzlager.- h) Gestaltung der Lagerstellen.- i) Schmierung der Wälzlager.- k) Lagerdichtungen.- l) Gestaltungsbeispiele für Wälzlagerungen.- m) Berechnungsbeispiele für Wälzlager.- 3. Gleitlager.- a) Grundlagen der Schmierungsund Reibungsverhältnisse.- b) Gleitlagerwerkstoffe.- c) Berechnung der Radial-Gleitlager mit hydrodynamischer Schmierung.- d) Berechnung der Axial-Gleitlager.- e) Schmierung der Gleitlager.- f) Lagerdichtungen.- g) Gestaltung der Radial-Gleitlager.- h) Gestaltung der Axial-Gleitlager.- i) Berechnungsbeispiele für Gleitlager mit hydrodynamischer Schmierung.- k) Polyamid-Gleitlager.- l) Berechnungsbeispiele für Polyamid-Gleitlager.- P. Zahnräder.- 1. Allgemeines.- 2. Verzahnungsgesetz.- a) Voraussetzungen.- b) Geschwindigkeitsverhältnisse.- c) Beweis des Verzahnungsgesetzes.- d) Folgerungen.- 3. Allgemeine Verzahnungsmaße.- 4. Übersetzung.- 5. Zykloidenverzahnung.- a) Die Zykloiden.- b) Eigenschaften und Verwendung.- c) Konstruktion der Zahnform.- 6. Evolventenverzahnung.- a) Die Evolvente.- b) Eigenschaften und Verwendung.- c) Konstruktion der Zahnform.- d) Eingriffstrecke, Eingriffslänge, Überdeckungsgrad.- e) Abwälzverhältnisse.- f) Außen-Gerad-Verzahnung.- g) Innen-Gerad-Verzahnung.- 7. Profilverschobene Evolventen-Geradverzahnung.- a) Anwendung.- b) Zahnunterschnitt, Grenzzähnezahl.- c) Profilverschiebung.- d) Zahnspitzengrenze, Mindestzähnezahl.- e) Rad- und Getriebeabmessungen bei V-Null- und V-Getrieben.- f) Evolventenfunktion und ihre Anwendung bei V-Getrieben.- g) Wahl der Summe der Profilverschiebungsfaktoren und ihre Aufteilung.- h) 0,5-Verzahnung.- i) Rechentafeln.- k) Konstruktionsbeispiel.- 8. Gerad-Stirnräder und -Stirnradgetriebe.- a) Verwendung.- b) Allgemeine Abmessungen, Eingriffsverhältnisse.- c) Kraftverhältnisse.- d) Berechnung der Tragfähigkeit der Geradstirnräder.- e) Zusatzbelastungen 423 f) Wahl der Übersetzung.- 9. Schräg-Stirnräder und -Stirnradgetriebe.- a) Grundformen und Verwendung.- b) Allgemeine Abmessungen.- c) Eingriffsverhältnisse.- d) Profilverschobene Schrägverzahnung.- e) Kraftverhältnisse.- f) Berechnung der Tragfähigkeit der Schrägstirnräder.- g) Wahl der Übersetzung.- h) Wirkungsgrade.- 10. Berechnungsbeispiele für Stirnradgetriebe.- 11. Schraubradgetriebe.- a) Merkmale und Verwendung.- b) Geometrische Beziehungen.- c) Eingriffsverhältnisse.- d) Kraftverhältnisse.- e) Wirkungsgrad.- f) Berechnung der Getriebeabmessungen.- 12. Kegelräder und Kegelradgetriebe.- a) Grundformen, Eigenschaften und Verwendung.- b) Geometrische Beziehungen am geradverzahnten Kegelradgetriebe.- c) Eingriffsverhältnisse am geradverzahnten Kegelradgetriebe.- d) Grenzzähnezahl und Profilverschiebung bei geradverzahnten Kegelrädern.- e) Kraftverhältnisse am geradverzahnten Kegelradgetriebe.- f) Berechnung der Tragfähigkeit geradverzahnter Kegelräder.- g) Geometrische Beziehungen an schräg- und bogenverzahnten Kegelradgetrieben.- h) Eingriffsverhältnisse an schräg- und bogenverzahnten Kegelradgetrieben.- i) Grenzzähnezahl bei schräg-und bogenverzahnten Kegelrädern.- k) Kraftverhältnisse an schräg- und bogenverzahnten Kegelradgetrieben.- l) Berechnung der Tragfähigkeit schräg- und bogenverzahnter Kegelräder.- m) Sonstige Hinweise.- 13. Berechnungsbeispiele für Kegelradgetriebe.- 14. Schneckengetriebe.- a) Eigenschaften, Ausführungsformen und Verwendung.- b) Geometrische Beziehungen.- c) Eingriffsverhältnisse.- d) Wirkungsgrad.- e) Kraftverhältnisse.- f) Berechnung der Tragfähigkeit der Schneckengetriebe.- g) Werkstoffe und Werkstoffpaarung.- 15. Berechnungsbeispiele für Schneckengetriebe.- 16. Werkstoffe und Gestaltung der Zahnräder aus Metall.- a) Werkstoffe.- b) Gestaltung der Räder.- c) Ausführung der Verzahnung.- d) Darstellung, Maßeintragung.- 17. Schmierung der Zahnräder.- a) Stirnradgetriebe.- b) Kegelradgetriebe.- c) Schraubradgetriebe und Schneckengetriebe.- 18. Zahnräder aus Kunststoff.- a) Eigenschaften und Verwendung.- b) Kunststoffsorten.- c) Überschlägige Berechnung der Kunststoff-Zahnräder.- d) Genauere Berechnung der Polyamid-Zahnräder.- e) Gestaltung der Polyamid-Zahnräder.- f) Berechnungsbeispiele für Polyamid-Zahnräder.- Q. Riemengetriebe.- 1. Allgemeines.- 2. Getriebearten und deren Verwendung.- a) Offene Riemengetriebe.- b) Gekreuzte Riemengetriebe.- 3. Riemenarten und Riemenwerkstoffe.- a) Flachriemen.- b) Keilriemen.- c) Zahnriemen.- 4. Berechnung der Riemengetriebe.- a) Theoretische Grundlagen.- b) Berechnung der Flachriemengetriebe.- c) Berechnung der Normalkeilriemengetriebe.- d) Berechnung der Schmalkeilriemengetriebe.- e) Riemenlänge, Achsabstand, Spannweg.- 5. Gestaltung der Riemengetriebe.- a) Allgemeine Gesichtspunkte.- b) Hauptabmessungen der Riemenscheiben.- c) Werkstoffe der Riemenscheiben.- d) Ausführung der Scheiben.- e) Spannrollen.- f) Schaltbare Riemen.- 6. Berechnungsbeispiele.- R. Kettengetriebe.- 1. Allgemeines.- 2. Bauteile des Kettengetriebes.- a) Ketten.- b) Kettenräder.- 3. Berechnung der Ketten.- a) Vorwahl der Kette.- b) Nachprüfung der Kette.- 4. Gestaltung der Kettengetriebe.- a) Anordnung.- b) Zähnezahlen, Übersetzung.- c) Durchhang.- d) Gliederzahl, Achsabstand.- e) Verbindungsglieder.- f) Hilfseinrichtungen.- g) Schmierung.- 5. Berechnungsbeispiel.- Sachwortverzeichnis.