Verfügbarkeit: Konstruktionslehre Maschinenbau

Konstruktionslehre Maschinenbau:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Kümmerer, Rolf 1939- (VerfasserIn), Dambacher, Michael (VerfasserIn), Hartmann, Andreas (VerfasserIn), Schäfer, Wolfgang (VerfasserIn), Schmid, Dietmar 1941- (VerfasserIn), Heine, Burkhard (VerfasserIn), Kaufmann, Hans (VerfasserIn), Bürger, Markus (VerfasserIn), Rimkus, Wolfgang (VerfasserIn), Zang, Rupert (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Haan-Gruiten Verlag Europa-Lehrmittel 2021
Ausgabe:	7., überarbeitete Auflage
Schriftenreihe:	Europa Lehrmittel Bibliothek des technischen Wissens
Schlagworte:	CD-ROM Konstruktionslehre Gestaltung Berufsschule Antrieb > Technik Maschinenelement Maschinenbau Entwurf Konstruktionsmethodik Entwerfen und Gestalten Maschinenelemente Antriebstechnik FS Technik Metall FS Fachschule für Technik (alle Fachrichtungen)
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	576 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 17 cm, 985 g
ISBN:	9783758514005 3758514002

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Datensatz im Suchindex

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adam_text	4 INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS 1 KONSTRUKTIONSMETHODIK UND KONSTRUKTIONSSYSTEMATIK 9 1.1 EINLEITUNG 1.1.1 BEGRIFFE, DEFINITIONEN 1.1.2 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG 1.2 VORGEHENSPLAN BEIM SYSTEMATISCHEN KONSTRUIEREN 1.3 ANALYSE DER AUFGABENSTELLUNG 1.3.1 ANFORDERUNGSLISTE 1.3.2 KERN DER AUFGABE, PROBLEMKERN, GESAMTFUNKTION 1.3.3 AUFGLIEDERN DER GESAMTFUNKTION IN TEILFUNKTIONEN 1.3.4 DARSTELLUNG DES PROBLEMKERNS 1.4 SYSTEMATISCHE LOESUNGSSUCHE ................. 1.4.1 BEMERKUNGEN ZUR METHODIK UND ZUM DENKPROZESS 1.4.2 METHODEN ZUR IDEENFINDUNG 1.4.3 PROBLEMLOESUNGS-SITZUNGEN 1.4.4 EINZELNE METHODEN 1.4.4.1 BRAINSTORMING 1.4.4.2 BRAINWRITING-METHODEN ........................... 1.4.4.3 MORPHOLOGISCHER KASTEN 1.4.4.4 VERWENDUNG VON KATALOGEN 1.5 BEWERTUNG UND AUSWAHL 1.5.1 ALLGEMEINES ZUM WERTBEGRIFF 1.5.2 BEWERTUNGSKRITERIEN 1.5.3 BEWERTUNGSVERFAHREN 1.5.3.1 RANGFOLGEVERFAHREN ............................... 1.5.3.2 KLASSENBILDUNG, NOTENGEBUNG 1.5.3.3 PUNKTEBEWERTUNGEN ............................... 1.5.3.4 PUNKTEBEWERTUNG NACH WERTEFUNKTIONEN 1.5.3.5 NUTZWERTANALYSE 1.5.3.6 TECHNISCH-WIRTSCHAFTLICHE BEWERTUNG NACH VDI 2225 1.6 DARSTELLUNG VON LOESUNGSIDEEN WAEHREND DER LOESUNGSSUCHE 1.7 UEBUNGEN UND BEISPIELE ZUR LOESUNGSSUCHE 1.8 DIE GEOMETRISCHE PRODUKTSPEZIFIKATION GPS 1.8.1 EINLEITUNG 1.8.2 AUFBAU DES ISO-GPS-NORMENSYSTEMS . . 1.8.2.1 HINTERGRUND 1.8.2.2 ZIELSETZUNG 1.8.2.3 SPEZIFIKATION UND VERIFIKATION 1.8.2.4 GPS-NORMENMATRIX 1.8.2.5 RECHTSVERBINDLICHKEIT VON NORMEN 1.8.3 KONZEPTE, PRINZIPIEN UND REGELN 1.8.3.1 GRUNDSATZ DES AUFRUFENS 1.8.3.2 GRUNDSATZ DER NORMENHIERARCHIE 1.8.3.3 GRUNDSATZ DER BESTIMMENDEN ZEICHNUNG 1.8.3.4 GRUNDSATZ DES GEOMETRIEELEMENTES. ... 1.8.3.5 GRUNDSATZ DER UNABHAENGIGKEIT 66 1.8.3.6 GRUNDSATZ DER DEZIMALDARSTELLUNG 66 1.8.3.7 GRUNDSATZ DER STANDARDFESTLEGUNG 66 1.8.3.8 GRUNDSATZ DER REFERENZBEDINGUNGEN ... 67 1.8.3.9 GRUNDSATZDESSTARRENWERKSTUECKS 67 1.8.3.10 GRUNDSATZ DER DUALITAET 67 1.8.3.11 GRUNDSATZ DER FUNKTIONSBEHERRSCHUNG. . 68 1.8.3.12 GRUNDSATZ DER ALLGEMEINEN SPEZIFIKATION 68 1.8.3.13 GRUNDSATZ DER VERANTWORTLICHKEIT 68 1.8.4 DIMENSIONELLE BAUTEILTOLERIERUNG 69 1.8.4.1 LINEARE GROESSENMASSE 69 1.8.4.2 WINKELGROESSENMASSE 73 1.8.4.3 ABSTAENDE 74 1.8.5 GEOMETRISCHE BAUTEILTOLERIERUNG 76 1.8.5.1 GRUNDLAGEN DER FORM-UND LAGETOLERIERUNG 76 1.8.5.2 MERKMALE DER TOLERANZZONE 80 1.8.5.3 TOLERIERTES GEOMETRIEELEMENT 81 1.8.5.4 BEZUEGE UND BEZUGSSYSTEME 82 1.9 FMEA - FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS 89 1.9.1 DIE AUSWIRKUNGEN VON FEHLERN 89 1.9.2 DURCHFUEHRUNG EINER KONSTRUKTIONS-FMEA 90 1.10 VON DER KONSTRUKTION ZUR FERTIGUNG ... 93 1.10.1 STUECKLISTEN UND ERZEUGNISGLIEDERUNG .... 94 1.10.2 ERZEUGNISSTRUKTURIERUNG 97 1.10.3 TEILEVERWENDUNGSNACHWEIS 98 1.10.4 NUMMERNSYSTEME 99 1.10.5 SACHMERKMALE UND RELATIONSMERKMALE . 100 2 ENTWERFEN UND GESTALTEN 101 2.1 PRINZIPIELLES VORGEHEN 101 2.2 ALLGEMEINE GESTALTUNGSGRUNDLAGEN ... 102 2.2.1 GESTALTUNGSGRUNDREGELN 102 2.2.2 ALLGEMEINE GESTALTUNGSREGELN 106 2.2.2.1 GRUNDFORDERUNGEN BEI DER GESTALTUNG .. 106 2.2.2.2 EINFACHE GESTALTUNGSELEMENTE UND FORMELEMENTE 106 2.2.2.3 PRINZIP DER KONSTANTEN WANDSTAERKE 108 2.2.2.4 PRINZIP DER KRAFTLEITUNG - DER KRAFTFLUSS . 110 2.2.2.5 WIRKUNG VON KERBEN AUF DEN KRAFTFLUSS . 111 2.2.2.6 BERUECKSICHTIGUNG DER GEFUEGESTRUKTUR BEI UMFORMVERFAHREN 115 2.3 GESTALTUNGSRICHTLINIEN 116 2.3.1 FESTIGKEITSGERECHTES GESTALTEN 116 2.3.1.1 GESTALTUNG BEI ZUGBEANSPRUCHUNG 118 2.3.1.2 GESTALTUNG BEI DRUCKBEANSPRUCHUNG ... 118 2.3.1.3 GESTALTUNG BEI BIEGEBEANSPRUCHUNG ... 119 2.3.1.4 GESTALTUNG BEI SCHUBBEANSPRUCHUNG. .. 120 2.3.1.5 GESTALTUNG BEI TORSIONSBEANSPRUCHUNG . 120 2.3.1.6 GESTALTUNG BEI ZUSAMMENGESETZTER BEANSPRUCHUNG 121 2.3.2 WERKSTOFFGERECHTES GESTALTEN 123 2.3.2.1 ALLGEMEINES 123 2.3.2.2 EINTEILUNG DER WERKSTOFFE 125 2.3.2.3 METALLISCHE WERKSTOFFE 126 9 9 12 16 18 20 23 25 25 26 26 29 30 30 30 32 35 37 41 41 44 45 45 45 45 47 47 49 52 55 61 61 62 62 63 63 63 64 64 64 64 65 65 INHALTSVERZEICHNIS 5 2.3.2.4 POLYMERE (KUNSTSTOFFE) ........................... 2.3.2.5 KERAMIKEN UND GLAESER ........................... 2.3.2.6 VERBUNDWERKSTOFFE ................................. 2.3.2.7 WERKSTOFFE FUER DEN LEICHTBAU ................. 2.3.2.8 PRAKTISCHE WERKSTOFFWAHL ....................... 2.3.3 FERTIGUNGSGERECHTES GESTALTEN .............. 2.3.3.1 GUSSGERECHTES GESTALTEN ....................... 2.3.3.2 SCHWEISSGERECHTES GESTALTEN .................. 2.3.3.3 LOETGERECHTES GESTALTEN ........................... 2.3.3.4 KLEBEGERECHTES GESTALTEN ....................... 2.3.3.5 SCHMIEDEGERECHTES GESTALTEN ............... 2.3.3.6 ZERSPANGERECHTES GESTALTEN ................... 2.3.3.7 VORRICHTUNGSGERECHTES GESTALTEN ............ 2.3.3.8 BLECHGERECHTES GESTALTEN ....................... 2.3.3.9 KORROSIONSSCHUTZGERECHTES GESTALTEN. .. 2.3.4 KUNSTSTOFFGERECHTE GESTALTUNG .............. 2.3.4.1 ALLGEMEINES ............................................. 2.3.4.2 GRUNDREGELN ........................................... 2.3.4.3 BELASTUNGSGERECHT UND WERKSTOFFGERECHT. 2.3.4.4 INTEGRALBAUWEISE ..................................... 2.3.4.5 FUNKTIONSINTEGRATION ............................... 2.3.4.6 MULTIMATERIALBAUTEILE ............................. 2.3.4.7 WERKZEUGE ............................................... 2.3.4.8 FUEGEVERFAHREN ......................................... 2.3.4.9 MASSHALTIGKEIT ........................................... 2.3.4.10 RECYCLINGGERECHT ..................................... 2.3.5 FVK-GERECHTE GESTALTUNG ....................... 2.3.5.1 WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN ......................... 2.3.6 KOSTENGERECHTES GESTALTEN ..................... 2.3.6.1 ALLGEMEINES ............................................. 2.3.6.2 KOSTENBEGRIFFE ......................................... 2.3.6.3 RELATIVKOSTEN ........................................... 2.3.6.4 KONSTRUKTIONSKOSTEN ............................... 2.3.6.5 MATERIALKOSTEN ......................................... 2.3.6.6 FERTIGUNGSKOSTEN ..................................... 2.3.7 AUTOMATISIERUNGSGERECHTES GESTALTEN . . 2.3.7.1 ALLGEMEINES ............................................. 2.3.7.2 AUTOMATISIERUNGSGERECHTE GESTALTUNG .. 2.3.8 MONTAGEGERECHTES UND DEMONTAGE GERECHTES GESTALTEN ................. 2.3.8.1 ALLGEMEINES ............................................. 2.3.8.2 MONTAGE .................................................. 2.3.8.3 DEMONTAGE ............................................. 2.3.8.4 RATIONALISIERUNG ..................................... 2.3.8.5 GESTALTUNG ............................................... 2.3.9 ERGONOMIEGERECHTES GESTALTEN .............. 2.3.9.1 DER MENSCH IST DAS MASS ......................... 2.3.9.2 METHODIK ZUR ERGONOMIE ....................... 2.3.9.3 GESTALTUNG VON GRIFFEN, STELLTEILEN UND BEDIENGERAETEN ......................................... 2.3.9.4 PROJEKTBEISPIEL PHG ............................... 2.3.10 SICHERHEITSGERECHTES GESTALTEN VON MASCHINEN .............................................. 2.3.10.1 BAUTEILVERSAGEN UND MANGELNDE STABILITAET .................................................. 2.3.10.2 UNGESCHUETZT BEWEGTE MASCHINENTEILE. .. 2.3.10.3 TEILE MIT GEFAEHRLICHER OBERFLAECHE ............ 2.3.10.4 TRANSPORTMITTEL UND BEWEGTE ARBEITSMITTEL ........................................... 2.3.10.5 GEPRUEFTE SICHERHEIT ................................. 252 2.3.10.6 EU-MASCHINENRICHTLINIE ........................... 253 2.3.10.7 EUROPAEISCHE SICHERHEITSNORMEN ............ 256 2.3.11 UMWELTGERECHTES GESTALTEN ................... 259 2.3.11.1 LAERM ........................................................ 259 2.3.11.2 VIBRATION .................................................. 265 2.3.11.3 RECYCLINGGERECHTE KONSTRUKTION ............ 268 2.3.12 TRANSPORTGERECHTES UND LAGER GERECHTES GESTALTEN ................. 271 2.3.13 FORMGERECHTES UND AESTHETISCHES GESTALTEN ................................................ 273 3 MASCHINENELEMENTE 275 3.1 EINFUEHRUNG .................................................... 275 3.2 ACHSEN UND WELLEN ..................................... 276 3.2.1 UEBERSICHT ................................................ 276 3.2.2 FORMGEBUNG ........................................... 280 3.3 NABEN UND VERBINDUNGENZU WELLEN ... 283 3.3.1 DIE NABE ................................................ 283 3.3.2 WELLE-NABE-VERBINDUNGEN (WNV) .......... 284 3.3.2.1 KRAFTSCHLUESSIGE WNV ............................ 285 3.3.2.2 FORMSCHLUESSIGE WNV ............................ 290 3.3.2.3 STOFFSCHLUESSIGE WNV ............................ 294 3.4 DREHLAGER UND FUEHRUNGEN ......................... 295 3.4.1 WAELZLAGER ................................................ 296 3.4.1.1 EINFUEHRUNG ............................................. 296 3.4.1.2 BEZEICHNUNGEN ...................................... 297 3.4.1.3 LAGERARTEN (AUSWAHL) ............................. 299 3.4.1.4 EINSATZ ................................................... 302 3.4.1.5 REIBUNG UND SCHMIERUNG ....................... 302 3.4.1.6 EINBAU UND AUSBAU ................................. 305 3.4.1.7 PASSUNGEN BEIM EINSATZ VON WAELZLAGERN 306 3.4.1.8 GESTALTUNG .............................................. 307 3.4.1.9 LAGERLUFT UND BETRIEBSSPIEL ................... 309 3.4.1.10 STEIFIGKEIT ................................................ 310 3.4.1.11 LEBENSDAUER UND TRAGFAEHIGKEIT ............. 311 3.4.1.12 LEBENSDAUERBERECHNUNG ....................... 312 3.4.2 HYDRODYNAMISCHE LAGER ....................... 317 3.4.2.1 EINFUEHRUNG .............................................. 317 3.4.2.2 WERKSTOFFE UND BAUFORMEN ................... 318 3.4.2.3 NORMUNG, AUSFUEHRUNGSFORMEN UND EINBAU .................................................... 319 3.4.2.4 WARTUNGSFREIE TROCKENLAUFGLEITLAGER. ... 321 3.4.3 HYDROSTATISCHE GLEITLAGER ....................... 323 3.4.4 AEROSTATISCHE LAGER (LUFTLAGER) ............. 324 3.4.5 MAGNETLAGER .......................................... 325 3.4.6 FUEHRUNGEN .............................................. 326 3.4.6.1 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN ................... 326 3.4.6.2 WAELZFUEHRUNGEN ....................................... 327 3.4.6.3 HYDRODYNAMISCHE FUEHRUNGEN ................ 329 3.4.6.4 HYDROSTATISCHE FUEHRUNGEN ..................... 331 3.4.6.5 AEROSTATISCHE FUEHRUNGEN ....................... 334 3.4.6.6 MAGNETISCHE FUEHRUNGEN ......................... 334 3.5 DICHTUNGEN .................................................... 335 3.5.1 ALLGEMEINES ............................................ 335 3.5.2 STATISCHE DICHTUNGEN ............................. 336 129 131 132 134 135 136 140 152 169 175 179 186 194 197 203 205 205 207 208 210 211 214 216 217 218 220 221 221 223 223 224 225 227 227 228 229 229 230 232 232 232 233 233 234 237 237 241 242 244 245 246 249 252 252 6 INHALTSVERZEICHNIS 3.5.2.1 UNLOESBARE UND BEDINGT LOESBARE DICHTUNGEN ............................................. 3.5.2.2 LOESBARE BERUEHRDICHTUNGEN ...................... 3.5.3 DYNAMISCHE DICHTUNGEN .......................... 3.5.3.1 BERUEHRUNGSDICHTUNGEN ........................... 3.5.3.2 BERUEHRUNGSLOSE DICHTSYSTEME ................ 3.5.3.3 HERMETISCHE ABDICHTUNGEN .................... 3.6 TECHNISCHE FEDERN ..................................... 3.6.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN ...................... 3.6.2 EINTEILUNG ................................................. 3.6.3 ANWENDUNG ............................................. 3.6.4 TECHNISCHE GRUNDLAGEN ......................... 3.6.4.1 SCHRAUBENFEDERN ..................................... 3.6.4.2 TELLERFEDERN UND WELLENFEDERN ................ 3.6.4.3 BLATTFEDERN ............................................... 3.6.4.4 DREHSTABFEDERN ....................................... 3.6.4.5 SPIRALFEDERN ............................................. 3.6.4.6 RINGFEDERN ............................................... 3.6.4.7 GASDRUCKFEDERN ....................................... 3.6.4.8 LUFTFEDERN ............................................... 3.6.4.9 GUMMIFEDERN, ELASTOMERFEDERN ............ 3.6.1.10 MEMORY-METALLFEDERN ............................. 3.6.1.11 INTEGRATION EINER FEDERFUNKTION .............. 3.7 SCHRAUBEN, BOLZEN, STIFTE ........................ 3.7.1 SCHRAUBEN ............................................... 3.7.1.1 EINFUEHRUNG ............................................... 3.7.1.2 KENNGROESSEN UND AUSFUEHRUNGSFORMEN . . 3.7.1.3 SICHERUNG VON SCHRAUBENVERBINDUNGEN 3.7.1.4 VERSCHRAUBUNG VON BLECHEN .................. 3.7.1.5 SCHRAUBENMONTAGE ............................... 3.7.1.6 FESTIGKEITSGERECHTE VERSCHRAUBUNG ........ 3.7.1.7 DIE VORSPANNUNG ..................................... 3.7.1.8 DYNAMISCHE BELASTUNG ........................... 3.7.1.9 SCHERBELASTUNG VON PASSSCHRAUBEN .... 3.7.2 BOLZEN ....................................................... 3.7.3 STIFTE ......................................................... 3.8 KUPPLUNGEN ................................................ 3.8.1 ALLGEMEINES ............................................. 3.8.2 NICHTSCHALTENDE KUPPLUNGEN .................. 3.8.2.1 STARRE KUPPLUNGEN ................................. 3.8.2.2 AUSGLEICHENDE KUPPLUNGEN ................... 3.8.3 SCHALTENDE KUPPLUNGEN UND BREMSEN .. 3.8.3.1 SELBSTTAETIGE SCHALTKUPPLUNGEN .............. 3.8.3.2 FREMDBETAETIGTE KUPPLUNGEN .................. 3.9 GETRIEBE ...................................................... 3.9.1 ALLGEMEINE KINEMATISCHE EIGENSCHAFTEN 3.9.2 ZUGMITTELGETRIEBE ................................... 3.9.2.1 ALLGEMEINES ............................................. 3.9.2.2 RIEMENTRIEBE ........................................... 3.9.3 STUFENLOS VERSTELLBARE GETRIEBE .............. 3.9.3.1 UMSCHLINGUNGSGETRIEBE ......................... 3.9.3.2 REIBRADGETRIEBE ....................................... 3.9.3.3 WAELZGETRIEBE ........................................... 3.9.3.4 HYDRODYNAMISCHER WANDLER .................. 3.9.4 ZAHNRAEDER UND ZAHNRADGETRIEBE ............ 3.9.4.1 ZAHNRAEDER UND ZAHNRADPAARUNGEN ....... 3.9.4.2 ZAHNRADGEOMETRIE GERADVERZAHNTER STIRNRAEDER ................................................. 405 3.9.4.3 SCHRAEGVERZAHNUNGEN .............................. 409 3.9.4.4 SCHNECKENVERZAHNUNGEN ........................ 410 3.9.4.5 KEGELRADVERZAHNUNG .............................. 411 3.9.4.6 INNENVERZAHNUNG ................................... 412 3.9.4.7 SCHRAUBRADVERZAHNUNG .......................... 414 3.9.4.8 ZAHNRADWERKSTOFFE UND IHRE BEHANDLUNG 414 3.9.4.9 BELASTUNGEN AM ZAHNFUSS UND MODULAUSWAHL ......................................... 415 3.9.4.10 GETRIEBESTUFUNG UND ZAEHNEZAHLAUSWAHL 416 3.9.4.11 GETRIEBEART UND KONSTRUKTION .................. 417 3.9.4.12 SCHALTGETRIEBE ......................................... 419 3.9.4.13 GETRIEBEBEISPIELE ................................... 420 3.9.5 GETRIEBE MIT UNGLEICHFOERMIGEN BEWEGUNGEN ........................................... 423 3.9.5.1 KURBELGETRIEBE ........................................ 423 3.9.5.2 GETRIEBE MIT AUSSETZENDER BEWEGUNG . . 424 3.9.6 GETRIEBE FUER LINEARBEWEGUNGEN ............ 425 3.9.6.1 LINEARE ZUGMITTELGETRIEBE .................... 425 3.9.6.2 ZAHNSTANGE-RITZEL-TRIEB ........................ 426 3.9.6.3 GEWINDETRIEB .......................................... 427 3.9.6.4 SCHNECKEN-ZAHNSTANGEN-TRIEB .............. 431 4 ANTRIEBE 432 4.1 EINFUEHRUNG UND UEBERSICHT ........................ 432 4.1.1 FLUIDTECHNIK ............................................. 432 4.1.2 ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK .................... 432 4.2 PNEUMATIK ..................................................... 433 4.2.1 DRUCKLUFTERZEUGUNG ................................. 433 4.2.2 DRUCKLUFTNETZ ........................................... 434 4.2.3 VENTILE ....................................................... 434 4.2.4 AKTOREN ..................................................... 435 4.3 HYDRAULISCHE ANLAGEN ................................ 438 4.3.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN ...................... 439 4.3.1.1 HYDROSTATIK .............................................. 439 4.3.1.2 HYDRODYNAMIK ........................................ 440 4.3.2 KOMPONENTEN ......................................... 441 4.3.3 AKTOREN ..................................................... 442 4.3.4 HYDROSPEICHER ......................................... 444 4.4 ELEKTRISCHE ANTRIEBE ................................... 445 4.4.1 RECHNERISCHE GRUNDLAGEN ...................... 445 4.4.2 ERSTE ORIENTIERUNG ................................... 447 4.4.3 DREHSTROMANTRIEBE AM DREHSTROMNETZ . . 449 4.4.3.1 ALLGEMEINES ............................................ 449 4.4.3.2 DREHSTROM-ASYNCHRONMOTOREN (ASM) .. 452 4.4.3.3 ENERGIEEFFIZIENZ ....................................... 453 4.4.4 DREHSTROMANTRIEBE MIT UMRICHTER .......... 454 4.4.5 DIREKTANTRIEBE, LINEARMOTOREN ................ 456 4.4.6 KLEINMOTOREN ........................................... 459 4.4.7 SCHRITTMOTOREN ....................................... 460 4.4.8 PIEZOAKTOREN ........................................... 460 4.5 THERMISCHE AKTOREN .................................. 462 336 337 341 341 345 347 348 348 350 351 352 352 353 354 354 354 355 355 356 356 357 357 358 358 358 359 362 364 365 366 368 374 375 376 378 379 379 380 380 381 388 388 389 391 392 397 397 398 402 402 403 403 404 405 405 INHALTSVERZEICHNIS 7 5 COMPUTER UND KONSTRUKTION 463 5.1 CAD-SYSTEME ............................................. 463 5.1.1 ENTWICKLUNG ............................................. 463 5.1.2 DER CAD-ARBEITSPLATZ ............................. 464 5.1.3 ARTEN VON CAD-SYSTEMEN ....................... 465 5.1.4 WERKZEUGE UND BEGRIFFE ......................... 467 5.2 KONSTRUKTIONS-AUTOMATISIERUNG .............. 470 5.2.1 KNOWLEDGE BASED ENGINEERING (KBE) . .. 470 5.2.2 ELTERN-KIND-BEZIEHUNGEN ....................... 471 5.3 PRODUKTDATENMODELL ................................ 472 5.4 SCHNITTSTELLEN ............................................. 472 5.5 BAUGRUPPE .................................................. 476 5.6 TOP-DOWN UND BOTTOM-UP ...................... 478 5.7 BIONIK .......................................................... 479 5.7.1 TOPOLOGIEOPTIMIERUNG ........................... 480 5.7.2 GESTALTOPTIMIERUNG ................................. 481 5.8 SIMULATIONSWERKZEUGE ............................ 483 5.9 VIRTUALISIERUNG ........................................... 485 5.9.1 STEREOSKOPISCHE BETRACHTUNG ............... 485 5.9.2 VIRTUAL REALITY MIT VR-BRILLE ................... 485 5.9.3 VIRTUAL ENVIRONMENTS (VE) ..................... 485 5.9.4 ANWENDUNG VON VE-SYSTEMEN .............. 488 5.10 3D-DRUCK - ADDITIVE FERTIGUNG ............... 489 5.10.1 KOERPERLICHE MODELLE (RAPID PROTOTYPING) 489 5.10.2 ENDPRODUKTE (RAPID MANUFACTURING) .... 490 5.10.3 WERKZEUGE UND VORRICHTUNGEN (RAPID TOOLING) ....................................... 491 5.10.4 INNOVATION IN DER KONSTRUKTIONSTECHNIK . 491 5.10.5 ADDITIVE FERTIGUNGSVERFAHREN ................ 495 5.10.5.1 ALLGEMEINES ............................................. 495 5.10.5.2 EINTEILUNG DER VERFAHREN ......................... 496 5.10.5.3 PROZESSE UND VERFAHREN ......................... 498 5.11 PRODUKTDATENMANAGEMENT (PDM) .........503 5.12 PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT (PLM). . 504 ANHANG 1: KLEINE FESTIGKEITSLEHRE 505 1 AUFGABEN UND ZIELE .................................. 505 2 GRUNDBELASTUNGSFAELLE ................................. 506 3 BEANSPRUCHUNG AUF ZUG ............................. 506 3.1 ZUGSPANNUNG ......................................... 506 3.2 ZUGVERSUCH ............................................. 507 3.3 ZULAESSIGE ZUGSPANNUNG ......................... 509 4 BEANSPRUCHUNG AUF DRUCK ........................ 510 4.1 DRUCKSPANNUNG ....................................... 510 4.2 DRUCKVERSUCH ........................................... 510 4.3 ZULAESSIGE DRUCKSPANNUNG ..................... 511 4.4 KNICKUNG ................................................ 511 4.5 FLAECHENPRESSUNG ..................................... 513 5 BEANSPRUCHUNG AUF BIEGUNG .................... 514 5.1 BIEGESPANNUNG ......................................... 514 5.2 BIEGEMOMENT ........................................ 515 5.3 ZULAESSIGE BIEGESPANNUNG ..................... 516 6 BEANSPRUCHUNG AUF SCHUB ..................... 517 6.1 SCHUBSPANNUNG .................................... 517 6.2 SCHUBMODUL .......................................... 518 6.3 ZULAESSIGE SCHUBSPANNUNG ..................... 518 7 BEANSPRUCHUNG AUF TORSION ................... 519 7.1 TORSIONSSPANNUNG ................................... 519 7.2 TORSIONSMOMENT .................................... 520 7.3 ZULAESSIGE TORSIONSSPANNUNG ................. 521 8 DYNAMISCHE BEANSPRUCHUNG .................522 8.1 SCHWINGENDE BEANSPRUCHUNG ............... 522 8.2 ERMITTLUNG DER LASTGROESSEN ..................... 522 8.3 ZUG-DRUCK-WECHSELFESTIGKEIT ................. 523 8.4 LANGZEITFESTIGKEIT ................................... 524 8.5 ZULAESSIGE SPANNUNG ............................... 526 9 KERBWIRKUNG ............................................. 527 9.1 SPANNUNGSKONZENTRATION ....................... 527 9.2 STATISCHE BEANSPRUCHUNG ....................... 527 9.3 FORMZAHL ................................................ 528 9.4 FESTIGKEITSVERHALTEN UNTER KERBWIRKUNG . 529 9.5 KERBSCHLAGBIEGEVERSUCH ....................... 530 10 WAERMESPANNUNGEN .................................. 531 10.1 WAERMEAUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT ............. 531 10.2 WAERMEDEHNUNG .................................... 531 10.3 EINACHSIGER SPANNUNGSZUSTAND ............. 532 10.4 MEHRACHSIGER SPANNUNGSZUSTAND .......... 532 10.5 EIGENSPANNUNGEN ................................... 532 11 ALLGEMEINER SPANNUNGS UND VERFORMUNGSZUSTAND ................................... 533 11.1 SPANNUNGEN AN SCHRAEGEN SCHNITTEN .... 533 11.2 MOHR SCHER SPANNUNGSKREIS ................. 534 11.3 VERALLGEMEINERTESHOOKE SCHES GESETZ .. 536 11.4 FESTIGKEITSHYPOTHESEN ........................... 537 11.4.1 NORMALSPANNUNGSHYPOTHESE (NH) ........ 538 11.4.2 SCHUBSPANNUNGSHYPOTHESE (SH) .......... 538 11.4.3 GESTALTSAENDERUNGSENERGIEHYPOTHESE (GEH) ...................................................... 538 12 AUFGABEN ZUR FESTIGKEITSLEHRE ...................539 ANHANG 2: WERKSTOFFVORAUSWAHL 543 1 VORBEMERKUNGEN .........................................543 2 WAERMELEITFAEHIGKEIT - TEMPERATURLEITFAEHIGKEIT ............................545 3 DICHTE ............................................................ 549 4 ELASTIZITAETSMODUL ....................................... 550 5 VERSAGENSSPANNUNG ...................................553 6 BRUCHZAEHIGKEIT ............................................. 558 7 VERLUSTFAKTOR ............................................... 564 8 LINEARER WAERME-AUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT 566 SACH WORTVERZEICHNIS ............................................... 568
adam_txt	4 INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS 1 KONSTRUKTIONSMETHODIK UND KONSTRUKTIONSSYSTEMATIK 9 1.1 EINLEITUNG 1.1.1 BEGRIFFE, DEFINITIONEN 1.1.2 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG 1.2 VORGEHENSPLAN BEIM SYSTEMATISCHEN KONSTRUIEREN 1.3 ANALYSE DER AUFGABENSTELLUNG 1.3.1 ANFORDERUNGSLISTE 1.3.2 KERN DER AUFGABE, PROBLEMKERN, GESAMTFUNKTION 1.3.3 AUFGLIEDERN DER GESAMTFUNKTION IN TEILFUNKTIONEN 1.3.4 DARSTELLUNG DES PROBLEMKERNS 1.4 SYSTEMATISCHE LOESUNGSSUCHE . 1.4.1 BEMERKUNGEN ZUR METHODIK UND ZUM DENKPROZESS 1.4.2 METHODEN ZUR IDEENFINDUNG 1.4.3 PROBLEMLOESUNGS-SITZUNGEN 1.4.4 EINZELNE METHODEN 1.4.4.1 BRAINSTORMING 1.4.4.2 BRAINWRITING-METHODEN . 1.4.4.3 MORPHOLOGISCHER KASTEN 1.4.4.4 VERWENDUNG VON KATALOGEN 1.5 BEWERTUNG UND AUSWAHL 1.5.1 ALLGEMEINES ZUM WERTBEGRIFF 1.5.2 BEWERTUNGSKRITERIEN 1.5.3 BEWERTUNGSVERFAHREN 1.5.3.1 RANGFOLGEVERFAHREN . 1.5.3.2 KLASSENBILDUNG, NOTENGEBUNG 1.5.3.3 PUNKTEBEWERTUNGEN . 1.5.3.4 PUNKTEBEWERTUNG NACH WERTEFUNKTIONEN 1.5.3.5 NUTZWERTANALYSE 1.5.3.6 TECHNISCH-WIRTSCHAFTLICHE BEWERTUNG NACH VDI 2225 1.6 DARSTELLUNG VON LOESUNGSIDEEN WAEHREND DER LOESUNGSSUCHE 1.7 UEBUNGEN UND BEISPIELE ZUR LOESUNGSSUCHE 1.8 DIE GEOMETRISCHE PRODUKTSPEZIFIKATION GPS 1.8.1 EINLEITUNG 1.8.2 AUFBAU DES ISO-GPS-NORMENSYSTEMS . . 1.8.2.1 HINTERGRUND 1.8.2.2 ZIELSETZUNG 1.8.2.3 SPEZIFIKATION UND VERIFIKATION 1.8.2.4 GPS-NORMENMATRIX 1.8.2.5 RECHTSVERBINDLICHKEIT VON NORMEN 1.8.3 KONZEPTE, PRINZIPIEN UND REGELN 1.8.3.1 GRUNDSATZ DES AUFRUFENS 1.8.3.2 GRUNDSATZ DER NORMENHIERARCHIE 1.8.3.3 GRUNDSATZ DER BESTIMMENDEN ZEICHNUNG 1.8.3.4 GRUNDSATZ DES GEOMETRIEELEMENTES. . 1.8.3.5 GRUNDSATZ DER UNABHAENGIGKEIT 66 1.8.3.6 GRUNDSATZ DER DEZIMALDARSTELLUNG 66 1.8.3.7 GRUNDSATZ DER STANDARDFESTLEGUNG 66 1.8.3.8 GRUNDSATZ DER REFERENZBEDINGUNGEN . 67 1.8.3.9 GRUNDSATZDESSTARRENWERKSTUECKS 67 1.8.3.10 GRUNDSATZ DER DUALITAET 67 1.8.3.11 GRUNDSATZ DER FUNKTIONSBEHERRSCHUNG. . 68 1.8.3.12 GRUNDSATZ DER ALLGEMEINEN SPEZIFIKATION 68 1.8.3.13 GRUNDSATZ DER VERANTWORTLICHKEIT 68 1.8.4 DIMENSIONELLE BAUTEILTOLERIERUNG 69 1.8.4.1 LINEARE GROESSENMASSE 69 1.8.4.2 WINKELGROESSENMASSE 73 1.8.4.3 ABSTAENDE 74 1.8.5 GEOMETRISCHE BAUTEILTOLERIERUNG 76 1.8.5.1 GRUNDLAGEN DER FORM-UND LAGETOLERIERUNG 76 1.8.5.2 MERKMALE DER TOLERANZZONE 80 1.8.5.3 TOLERIERTES GEOMETRIEELEMENT 81 1.8.5.4 BEZUEGE UND BEZUGSSYSTEME 82 1.9 FMEA - FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS 89 1.9.1 DIE AUSWIRKUNGEN VON FEHLERN 89 1.9.2 DURCHFUEHRUNG EINER KONSTRUKTIONS-FMEA 90 1.10 VON DER KONSTRUKTION ZUR FERTIGUNG . 93 1.10.1 STUECKLISTEN UND ERZEUGNISGLIEDERUNG . 94 1.10.2 ERZEUGNISSTRUKTURIERUNG 97 1.10.3 TEILEVERWENDUNGSNACHWEIS 98 1.10.4 NUMMERNSYSTEME 99 1.10.5 SACHMERKMALE UND RELATIONSMERKMALE . 100 2 ENTWERFEN UND GESTALTEN 101 2.1 PRINZIPIELLES VORGEHEN 101 2.2 ALLGEMEINE GESTALTUNGSGRUNDLAGEN . 102 2.2.1 GESTALTUNGSGRUNDREGELN 102 2.2.2 ALLGEMEINE GESTALTUNGSREGELN 106 2.2.2.1 GRUNDFORDERUNGEN BEI DER GESTALTUNG . 106 2.2.2.2 EINFACHE GESTALTUNGSELEMENTE UND FORMELEMENTE 106 2.2.2.3 PRINZIP DER KONSTANTEN WANDSTAERKE 108 2.2.2.4 PRINZIP DER KRAFTLEITUNG - DER KRAFTFLUSS . 110 2.2.2.5 WIRKUNG VON KERBEN AUF DEN KRAFTFLUSS . 111 2.2.2.6 BERUECKSICHTIGUNG DER GEFUEGESTRUKTUR BEI UMFORMVERFAHREN 115 2.3 GESTALTUNGSRICHTLINIEN 116 2.3.1 FESTIGKEITSGERECHTES GESTALTEN 116 2.3.1.1 GESTALTUNG BEI ZUGBEANSPRUCHUNG 118 2.3.1.2 GESTALTUNG BEI DRUCKBEANSPRUCHUNG . 118 2.3.1.3 GESTALTUNG BEI BIEGEBEANSPRUCHUNG . 119 2.3.1.4 GESTALTUNG BEI SCHUBBEANSPRUCHUNG. . 120 2.3.1.5 GESTALTUNG BEI TORSIONSBEANSPRUCHUNG . 120 2.3.1.6 GESTALTUNG BEI ZUSAMMENGESETZTER BEANSPRUCHUNG 121 2.3.2 WERKSTOFFGERECHTES GESTALTEN 123 2.3.2.1 ALLGEMEINES 123 2.3.2.2 EINTEILUNG DER WERKSTOFFE 125 2.3.2.3 METALLISCHE WERKSTOFFE 126 9 9 12 16 18 20 23 25 25 26 26 29 30 30 30 32 35 37 41 41 44 45 45 45 45 47 47 49 52 55 61 61 62 62 63 63 63 64 64 64 64 65 65 INHALTSVERZEICHNIS 5 2.3.2.4 POLYMERE (KUNSTSTOFFE) . 2.3.2.5 KERAMIKEN UND GLAESER . 2.3.2.6 VERBUNDWERKSTOFFE . 2.3.2.7 WERKSTOFFE FUER DEN LEICHTBAU . 2.3.2.8 PRAKTISCHE WERKSTOFFWAHL . 2.3.3 FERTIGUNGSGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.1 GUSSGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.2 SCHWEISSGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.3 LOETGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.4 KLEBEGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.5 SCHMIEDEGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.6 ZERSPANGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.7 VORRICHTUNGSGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.8 BLECHGERECHTES GESTALTEN . 2.3.3.9 KORROSIONSSCHUTZGERECHTES GESTALTEN. . 2.3.4 KUNSTSTOFFGERECHTE GESTALTUNG . 2.3.4.1 ALLGEMEINES . 2.3.4.2 GRUNDREGELN . 2.3.4.3 BELASTUNGSGERECHT UND WERKSTOFFGERECHT. 2.3.4.4 INTEGRALBAUWEISE . 2.3.4.5 FUNKTIONSINTEGRATION . 2.3.4.6 MULTIMATERIALBAUTEILE . 2.3.4.7 WERKZEUGE . 2.3.4.8 FUEGEVERFAHREN . 2.3.4.9 MASSHALTIGKEIT . 2.3.4.10 RECYCLINGGERECHT . 2.3.5 FVK-GERECHTE GESTALTUNG . 2.3.5.1 WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN . 2.3.6 KOSTENGERECHTES GESTALTEN . 2.3.6.1 ALLGEMEINES . 2.3.6.2 KOSTENBEGRIFFE . 2.3.6.3 RELATIVKOSTEN . 2.3.6.4 KONSTRUKTIONSKOSTEN . 2.3.6.5 MATERIALKOSTEN . 2.3.6.6 FERTIGUNGSKOSTEN . 2.3.7 AUTOMATISIERUNGSGERECHTES GESTALTEN . . 2.3.7.1 ALLGEMEINES . 2.3.7.2 AUTOMATISIERUNGSGERECHTE GESTALTUNG . 2.3.8 MONTAGEGERECHTES UND DEMONTAGE GERECHTES GESTALTEN . 2.3.8.1 ALLGEMEINES . 2.3.8.2 MONTAGE . 2.3.8.3 DEMONTAGE . 2.3.8.4 RATIONALISIERUNG . 2.3.8.5 GESTALTUNG . 2.3.9 ERGONOMIEGERECHTES GESTALTEN . 2.3.9.1 DER MENSCH IST DAS MASS . 2.3.9.2 METHODIK ZUR ERGONOMIE . 2.3.9.3 GESTALTUNG VON GRIFFEN, STELLTEILEN UND BEDIENGERAETEN . 2.3.9.4 PROJEKTBEISPIEL PHG . 2.3.10 SICHERHEITSGERECHTES GESTALTEN VON MASCHINEN . 2.3.10.1 BAUTEILVERSAGEN UND MANGELNDE STABILITAET . 2.3.10.2 UNGESCHUETZT BEWEGTE MASCHINENTEILE. . 2.3.10.3 TEILE MIT GEFAEHRLICHER OBERFLAECHE . 2.3.10.4 TRANSPORTMITTEL UND BEWEGTE ARBEITSMITTEL . 2.3.10.5 GEPRUEFTE SICHERHEIT . 252 2.3.10.6 EU-MASCHINENRICHTLINIE . 253 2.3.10.7 EUROPAEISCHE SICHERHEITSNORMEN . 256 2.3.11 UMWELTGERECHTES GESTALTEN . 259 2.3.11.1 LAERM . 259 2.3.11.2 VIBRATION . 265 2.3.11.3 RECYCLINGGERECHTE KONSTRUKTION . 268 2.3.12 TRANSPORTGERECHTES UND LAGER GERECHTES GESTALTEN . 271 2.3.13 FORMGERECHTES UND AESTHETISCHES GESTALTEN . 273 3 MASCHINENELEMENTE 275 3.1 EINFUEHRUNG . 275 3.2 ACHSEN UND WELLEN . 276 3.2.1 UEBERSICHT . 276 3.2.2 FORMGEBUNG . 280 3.3 NABEN UND VERBINDUNGENZU WELLEN . 283 3.3.1 DIE NABE . 283 3.3.2 WELLE-NABE-VERBINDUNGEN (WNV) . 284 3.3.2.1 KRAFTSCHLUESSIGE WNV . 285 3.3.2.2 FORMSCHLUESSIGE WNV . 290 3.3.2.3 STOFFSCHLUESSIGE WNV . 294 3.4 DREHLAGER UND FUEHRUNGEN . 295 3.4.1 WAELZLAGER . 296 3.4.1.1 EINFUEHRUNG . 296 3.4.1.2 BEZEICHNUNGEN . 297 3.4.1.3 LAGERARTEN (AUSWAHL) . 299 3.4.1.4 EINSATZ . 302 3.4.1.5 REIBUNG UND SCHMIERUNG . 302 3.4.1.6 EINBAU UND AUSBAU . 305 3.4.1.7 PASSUNGEN BEIM EINSATZ VON WAELZLAGERN 306 3.4.1.8 GESTALTUNG . 307 3.4.1.9 LAGERLUFT UND BETRIEBSSPIEL . 309 3.4.1.10 STEIFIGKEIT . 310 3.4.1.11 LEBENSDAUER UND TRAGFAEHIGKEIT . 311 3.4.1.12 LEBENSDAUERBERECHNUNG . 312 3.4.2 HYDRODYNAMISCHE LAGER . 317 3.4.2.1 EINFUEHRUNG . 317 3.4.2.2 WERKSTOFFE UND BAUFORMEN . 318 3.4.2.3 NORMUNG, AUSFUEHRUNGSFORMEN UND EINBAU . 319 3.4.2.4 WARTUNGSFREIE TROCKENLAUFGLEITLAGER. . 321 3.4.3 HYDROSTATISCHE GLEITLAGER . 323 3.4.4 AEROSTATISCHE LAGER (LUFTLAGER) . 324 3.4.5 MAGNETLAGER . 325 3.4.6 FUEHRUNGEN . 326 3.4.6.1 ALLGEMEINE ANFORDERUNGEN . 326 3.4.6.2 WAELZFUEHRUNGEN . 327 3.4.6.3 HYDRODYNAMISCHE FUEHRUNGEN . 329 3.4.6.4 HYDROSTATISCHE FUEHRUNGEN . 331 3.4.6.5 AEROSTATISCHE FUEHRUNGEN . 334 3.4.6.6 MAGNETISCHE FUEHRUNGEN . 334 3.5 DICHTUNGEN . 335 3.5.1 ALLGEMEINES . 335 3.5.2 STATISCHE DICHTUNGEN . 336 129 131 132 134 135 136 140 152 169 175 179 186 194 197 203 205 205 207 208 210 211 214 216 217 218 220 221 221 223 223 224 225 227 227 228 229 229 230 232 232 232 233 233 234 237 237 241 242 244 245 246 249 252 252 6 INHALTSVERZEICHNIS 3.5.2.1 UNLOESBARE UND BEDINGT LOESBARE DICHTUNGEN . 3.5.2.2 LOESBARE BERUEHRDICHTUNGEN . 3.5.3 DYNAMISCHE DICHTUNGEN . 3.5.3.1 BERUEHRUNGSDICHTUNGEN . 3.5.3.2 BERUEHRUNGSLOSE DICHTSYSTEME . 3.5.3.3 HERMETISCHE ABDICHTUNGEN . 3.6 TECHNISCHE FEDERN . 3.6.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 3.6.2 EINTEILUNG . 3.6.3 ANWENDUNG . 3.6.4 TECHNISCHE GRUNDLAGEN . 3.6.4.1 SCHRAUBENFEDERN . 3.6.4.2 TELLERFEDERN UND WELLENFEDERN . 3.6.4.3 BLATTFEDERN . 3.6.4.4 DREHSTABFEDERN . 3.6.4.5 SPIRALFEDERN . 3.6.4.6 RINGFEDERN . 3.6.4.7 GASDRUCKFEDERN . 3.6.4.8 LUFTFEDERN . 3.6.4.9 GUMMIFEDERN, ELASTOMERFEDERN . 3.6.1.10 MEMORY-METALLFEDERN . 3.6.1.11 INTEGRATION EINER FEDERFUNKTION . 3.7 SCHRAUBEN, BOLZEN, STIFTE . 3.7.1 SCHRAUBEN . 3.7.1.1 EINFUEHRUNG . 3.7.1.2 KENNGROESSEN UND AUSFUEHRUNGSFORMEN . . 3.7.1.3 SICHERUNG VON SCHRAUBENVERBINDUNGEN 3.7.1.4 VERSCHRAUBUNG VON BLECHEN . 3.7.1.5 SCHRAUBENMONTAGE . 3.7.1.6 FESTIGKEITSGERECHTE VERSCHRAUBUNG . 3.7.1.7 DIE VORSPANNUNG . 3.7.1.8 DYNAMISCHE BELASTUNG . 3.7.1.9 SCHERBELASTUNG VON PASSSCHRAUBEN . 3.7.2 BOLZEN . 3.7.3 STIFTE . 3.8 KUPPLUNGEN . 3.8.1 ALLGEMEINES . 3.8.2 NICHTSCHALTENDE KUPPLUNGEN . 3.8.2.1 STARRE KUPPLUNGEN . 3.8.2.2 AUSGLEICHENDE KUPPLUNGEN . 3.8.3 SCHALTENDE KUPPLUNGEN UND BREMSEN . 3.8.3.1 SELBSTTAETIGE SCHALTKUPPLUNGEN . 3.8.3.2 FREMDBETAETIGTE KUPPLUNGEN . 3.9 GETRIEBE . 3.9.1 ALLGEMEINE KINEMATISCHE EIGENSCHAFTEN 3.9.2 ZUGMITTELGETRIEBE . 3.9.2.1 ALLGEMEINES . 3.9.2.2 RIEMENTRIEBE . 3.9.3 STUFENLOS VERSTELLBARE GETRIEBE . 3.9.3.1 UMSCHLINGUNGSGETRIEBE . 3.9.3.2 REIBRADGETRIEBE . 3.9.3.3 WAELZGETRIEBE . 3.9.3.4 HYDRODYNAMISCHER WANDLER . 3.9.4 ZAHNRAEDER UND ZAHNRADGETRIEBE . 3.9.4.1 ZAHNRAEDER UND ZAHNRADPAARUNGEN . 3.9.4.2 ZAHNRADGEOMETRIE GERADVERZAHNTER STIRNRAEDER . 405 3.9.4.3 SCHRAEGVERZAHNUNGEN . 409 3.9.4.4 SCHNECKENVERZAHNUNGEN . 410 3.9.4.5 KEGELRADVERZAHNUNG . 411 3.9.4.6 INNENVERZAHNUNG . 412 3.9.4.7 SCHRAUBRADVERZAHNUNG . 414 3.9.4.8 ZAHNRADWERKSTOFFE UND IHRE BEHANDLUNG 414 3.9.4.9 BELASTUNGEN AM ZAHNFUSS UND MODULAUSWAHL . 415 3.9.4.10 GETRIEBESTUFUNG UND ZAEHNEZAHLAUSWAHL 416 3.9.4.11 GETRIEBEART UND KONSTRUKTION . 417 3.9.4.12 SCHALTGETRIEBE . 419 3.9.4.13 GETRIEBEBEISPIELE . 420 3.9.5 GETRIEBE MIT UNGLEICHFOERMIGEN BEWEGUNGEN . 423 3.9.5.1 KURBELGETRIEBE . 423 3.9.5.2 GETRIEBE MIT AUSSETZENDER BEWEGUNG . . 424 3.9.6 GETRIEBE FUER LINEARBEWEGUNGEN . 425 3.9.6.1 LINEARE ZUGMITTELGETRIEBE . 425 3.9.6.2 ZAHNSTANGE-RITZEL-TRIEB . 426 3.9.6.3 GEWINDETRIEB . 427 3.9.6.4 SCHNECKEN-ZAHNSTANGEN-TRIEB . 431 4 ANTRIEBE 432 4.1 EINFUEHRUNG UND UEBERSICHT . 432 4.1.1 FLUIDTECHNIK . 432 4.1.2 ELEKTRISCHE ANTRIEBSTECHNIK . 432 4.2 PNEUMATIK . 433 4.2.1 DRUCKLUFTERZEUGUNG . 433 4.2.2 DRUCKLUFTNETZ . 434 4.2.3 VENTILE . 434 4.2.4 AKTOREN . 435 4.3 HYDRAULISCHE ANLAGEN . 438 4.3.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN . 439 4.3.1.1 HYDROSTATIK . 439 4.3.1.2 HYDRODYNAMIK . 440 4.3.2 KOMPONENTEN . 441 4.3.3 AKTOREN . 442 4.3.4 HYDROSPEICHER . 444 4.4 ELEKTRISCHE ANTRIEBE . 445 4.4.1 RECHNERISCHE GRUNDLAGEN . 445 4.4.2 ERSTE ORIENTIERUNG . 447 4.4.3 DREHSTROMANTRIEBE AM DREHSTROMNETZ . . 449 4.4.3.1 ALLGEMEINES . 449 4.4.3.2 DREHSTROM-ASYNCHRONMOTOREN (ASM) . 452 4.4.3.3 ENERGIEEFFIZIENZ . 453 4.4.4 DREHSTROMANTRIEBE MIT UMRICHTER . 454 4.4.5 DIREKTANTRIEBE, LINEARMOTOREN . 456 4.4.6 KLEINMOTOREN . 459 4.4.7 SCHRITTMOTOREN . 460 4.4.8 PIEZOAKTOREN . 460 4.5 THERMISCHE AKTOREN . 462 336 337 341 341 345 347 348 348 350 351 352 352 353 354 354 354 355 355 356 356 357 357 358 358 358 359 362 364 365 366 368 374 375 376 378 379 379 380 380 381 388 388 389 391 392 397 397 398 402 402 403 403 404 405 405 INHALTSVERZEICHNIS 7 5 COMPUTER UND KONSTRUKTION 463 5.1 CAD-SYSTEME . 463 5.1.1 ENTWICKLUNG . 463 5.1.2 DER CAD-ARBEITSPLATZ . 464 5.1.3 ARTEN VON CAD-SYSTEMEN . 465 5.1.4 WERKZEUGE UND BEGRIFFE . 467 5.2 KONSTRUKTIONS-AUTOMATISIERUNG . 470 5.2.1 KNOWLEDGE BASED ENGINEERING (KBE) . . 470 5.2.2 ELTERN-KIND-BEZIEHUNGEN . 471 5.3 PRODUKTDATENMODELL . 472 5.4 SCHNITTSTELLEN . 472 5.5 BAUGRUPPE . 476 5.6 TOP-DOWN UND BOTTOM-UP . 478 5.7 BIONIK . 479 5.7.1 TOPOLOGIEOPTIMIERUNG . 480 5.7.2 GESTALTOPTIMIERUNG . 481 5.8 SIMULATIONSWERKZEUGE . 483 5.9 VIRTUALISIERUNG . 485 5.9.1 STEREOSKOPISCHE BETRACHTUNG . 485 5.9.2 VIRTUAL REALITY MIT VR-BRILLE . 485 5.9.3 VIRTUAL ENVIRONMENTS (VE) . 485 5.9.4 ANWENDUNG VON VE-SYSTEMEN . 488 5.10 3D-DRUCK - ADDITIVE FERTIGUNG . 489 5.10.1 KOERPERLICHE MODELLE (RAPID PROTOTYPING) 489 5.10.2 ENDPRODUKTE (RAPID MANUFACTURING) . 490 5.10.3 WERKZEUGE UND VORRICHTUNGEN (RAPID TOOLING) . 491 5.10.4 INNOVATION IN DER KONSTRUKTIONSTECHNIK . 491 5.10.5 ADDITIVE FERTIGUNGSVERFAHREN . 495 5.10.5.1 ALLGEMEINES . 495 5.10.5.2 EINTEILUNG DER VERFAHREN . 496 5.10.5.3 PROZESSE UND VERFAHREN . 498 5.11 PRODUKTDATENMANAGEMENT (PDM) .503 5.12 PRODUCT LIFECYCLE MANAGEMENT (PLM). . 504 ANHANG 1: KLEINE FESTIGKEITSLEHRE 505 1 AUFGABEN UND ZIELE . 505 2 GRUNDBELASTUNGSFAELLE . 506 3 BEANSPRUCHUNG AUF ZUG . 506 3.1 ZUGSPANNUNG . 506 3.2 ZUGVERSUCH . 507 3.3 ZULAESSIGE ZUGSPANNUNG . 509 4 BEANSPRUCHUNG AUF DRUCK . 510 4.1 DRUCKSPANNUNG . 510 4.2 DRUCKVERSUCH . 510 4.3 ZULAESSIGE DRUCKSPANNUNG . 511 4.4 KNICKUNG . 511 4.5 FLAECHENPRESSUNG . 513 5 BEANSPRUCHUNG AUF BIEGUNG . 514 5.1 BIEGESPANNUNG . 514 5.2 BIEGEMOMENT . 515 5.3 ZULAESSIGE BIEGESPANNUNG . 516 6 BEANSPRUCHUNG AUF SCHUB . 517 6.1 SCHUBSPANNUNG . 517 6.2 SCHUBMODUL . 518 6.3 ZULAESSIGE SCHUBSPANNUNG . 518 7 BEANSPRUCHUNG AUF TORSION . 519 7.1 TORSIONSSPANNUNG . 519 7.2 TORSIONSMOMENT . 520 7.3 ZULAESSIGE TORSIONSSPANNUNG . 521 8 DYNAMISCHE BEANSPRUCHUNG .522 8.1 SCHWINGENDE BEANSPRUCHUNG . 522 8.2 ERMITTLUNG DER LASTGROESSEN . 522 8.3 ZUG-DRUCK-WECHSELFESTIGKEIT . 523 8.4 LANGZEITFESTIGKEIT . 524 8.5 ZULAESSIGE SPANNUNG . 526 9 KERBWIRKUNG . 527 9.1 SPANNUNGSKONZENTRATION . 527 9.2 STATISCHE BEANSPRUCHUNG . 527 9.3 FORMZAHL . 528 9.4 FESTIGKEITSVERHALTEN UNTER KERBWIRKUNG . 529 9.5 KERBSCHLAGBIEGEVERSUCH . 530 10 WAERMESPANNUNGEN . 531 10.1 WAERMEAUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT . 531 10.2 WAERMEDEHNUNG . 531 10.3 EINACHSIGER SPANNUNGSZUSTAND . 532 10.4 MEHRACHSIGER SPANNUNGSZUSTAND . 532 10.5 EIGENSPANNUNGEN . 532 11 ALLGEMEINER SPANNUNGS UND VERFORMUNGSZUSTAND . 533 11.1 SPANNUNGEN AN SCHRAEGEN SCHNITTEN . 533 11.2 MOHR'SCHER SPANNUNGSKREIS . 534 11.3 VERALLGEMEINERTESHOOKE'SCHES GESETZ . 536 11.4 FESTIGKEITSHYPOTHESEN . 537 11.4.1 NORMALSPANNUNGSHYPOTHESE (NH) . 538 11.4.2 SCHUBSPANNUNGSHYPOTHESE (SH) . 538 11.4.3 GESTALTSAENDERUNGSENERGIEHYPOTHESE (GEH) . 538 12 AUFGABEN ZUR FESTIGKEITSLEHRE .539 ANHANG 2: WERKSTOFFVORAUSWAHL 543 1 VORBEMERKUNGEN .543 2 WAERMELEITFAEHIGKEIT - TEMPERATURLEITFAEHIGKEIT .545 3 DICHTE . 549 4 ELASTIZITAETSMODUL . 550 5 VERSAGENSSPANNUNG .553 6 BRUCHZAEHIGKEIT . 558 7 VERLUSTFAKTOR . 564 8 LINEARER WAERME-AUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT 566 SACH WORTVERZEICHNIS . 568
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