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| Inhaltsverzeichnis | ||
| 1 Allgemeine und konstruktive Grundlagen | ||
| 1.1 | Arten und Einteilung der Maschinenelemente | 1 |
| 1.2 | Grundlagen des Normenwesens | 1 |
| 1.2.1 | Nationale und internationale Normen, Technische Regelwerke | 2 |
| 1.2.2 | Werdegang einer DIN-Norm | 2 |
| 1.2.3 | Dezimalklassifikation (DK) | 5 |
| 1.3 | Normzahlen (Vorzugszahlen und -maße) | 5 |
| 1.3.1 | Bedeutung der Normzahlen | 5 |
| 1.3.2 | Aufbau der Normzahlreihen | 5 |
| Grundreihen — Abgeleitete Reihen — Zusammengesetzte Reihen — | ||
| Rundwertreihen | ||
| 1.3.3 | Anwendung der Normzahlen | 9 |
| Ermittlung der Maßstäbe — Darstellung der Beziehungen im | ||
| NZ-Diagramm — Rechnen mit NZ | ||
| • 1.3.4 Berechnungsbeispiele | 13 | |
| 1.4 | Allgemeine konstruktive Grundlagen | 14 |
| 1.4.1 | Konstruktionsmethodik | 15 |
| Lösungswege zur Schaffung neuer Produkte — Bewertungsverfahren | ||
| 1.4.2 | Grundlagen des Gestaltens | 21 |
| 1.4.3 | Rechnereinsatz im Konstruktions- und Entwicklungsprozess | 23 |
| 1.5 | Literatur | 25 |
| 2 Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit | ||
| 2.1 | Toleranzen | 27 |
| 2.1.1 | Maßtoleranzen | 27 |
| Grundbegriffe — Größe der Maßtoleranz — Anwendungsbereiche für die | ||
| Grundtoleranzgrade — Lage der Toleranzfelder — Direkte Angabe von | ||
| Maßtoleranzen — Maße ohne Toleranzangabe | ||
| 2.1.2 | Formtoleranzen | 30 |
| 2.1.3 | Lagetoleranzen | 31 |
| 2.1.4 | Toleranzangaben in Zeichnungen | 31 |
| Maßtoleranzen — Form- und Lagetoleranzen | ||
| 2.2 | Passungen | 32 |
| 2.2.1 | Grundbegriffe | 32 |
| 2.2.2 | ISO-Passsysteme | 34 |
| System Einheitsbohrung (EB) — System Einheitswelle (EW) | ||
| 2.2.3 | Passungsauswahl | 34 |
| 2.2.4 | Tolerierungsgrundsätze | 35 |
| 2.2.5 | Toleranzketten | 36 |
| 2.3 | Oberflächenbeschaffenheit | 36 |
| 2.3.1 | Gestaltabweichung | 36 |
| 2.3.2 | Oberflächenangaben in Zeichnungen | 39 |
| • 2,4 Berechnungsbeispiele | 40 | |
| 2.5 | Literatur | 43 |
| 3 Festigkeitsberechnung | ||
| 3.1 | Allgemeines | 44 |
| 3.2 | Beanspruchungs- und Belastungsarten | 44 |
| 3.3 | Werkstoffverhalten, Festigkeitskenngrößen | 49 |
| 3.3.1 | Statische Festigkeitswerte (Werkstoffkennwerte) | 49 |
| 3.3.2 | Dynamische Festigkeitswerte (Werkstoffkennwerte) | 53 |
| Grenzspannungslinie (Wöhlerlinie) — Dauerfestigkeitsschaubilder (DFS) | ||
| — Dauerfestigkeitskennwerte | ||
| 3.4 | Statische Bauteilfestigkeit | 57 |
| 3.5 | Gestaltfestigkeit (dynamische Bauteilfestigkeit) | 58 |
| 3.5.1 | Konstruktionskennwerte | 59 |
| Kerbwirkung und Stützwirkung - Oberflächengüte - Bauteilgröße - | ||
| Oberflächenverfestigung - Sonstige Einflüsse - Konstruktionsfaktor | ||
| (Gesamteinflussfaktor) | ||
| 3.5.2 | Ermittlung der Gestaltfestigkeit (Bauteilfestigkeit) | 64 |
| Gestaltwechselfestigkeit (Bauteilwechselfestigkeit) — Gestaltdauerfestig- | ||
| keit (Bauteildauerfestigkeit) | ||
| 3.6 | Sicherheiten | 67 |
| 3.7 | Praktische Festigkeitsberechnung | 69 |
| 3.7.1 | Überschlägige Berechnung | 69 |
| Statisch belastete Bauteile — Dynamisch belastete Bauteile | ||
| 3.7.2 | Statischer Festigkeitsnachweis | 70 |
| 3.7.3 | Dynamischer Festigkeitsnachweis (Ermüdungsfestigkeitsnachweis) | 71 |
| 3.7.4 Dynamischer Festigkeitsnachweis — Einzelbelastungen, Lastkollektive, | ||
| Zeitfestigkeit, Dauerfestigkeit | 72 | |
| 3.7.5 | Tragfähigkeitsnachweis im Stahlbau | 76 |
| Teilsicherheitskonzept für den Bauteilnachweis - Berechnungsmethoden | ||
| • 3.8 Berechnungsbeispiele | 78 | |
| 3.9 | Literatur | 84 |
| 4 Tribologie | ||
| 4.1 | Funktion und Wirkung | 85 |
| 4.2 | Reibung, Reibungsarten | 85 |
| 4.3 | Reibungszustände (Schmierungszustände) | 88 |
| 4.4 | Beanspruchung im Bauteilkontakt, Hertzsche Pressung | 89 |
| 4.5 | Schmierstoffe | 91 |
| 4.5.1 | Schmieröle | 91 |
| Eigenschaften der Schmieröle — Einteilung der Schmieröle | ||
| 4.5.2 | Schmierfette | 94 |
| 4.5.3 | Sonstige Schmierstoffe | 95 |
| 4.6 | Schmierungsarten | 96 |
| 4.7 | Schäden an Maschinenelementen | 96 |
| 4.7.1 | Verschleiß | 98 |
| 4.7.2 | Korrosion | 98 |
| 4.7.3 | Schadensbilder | 100 |
| 4.8 | Literatur | 100 |
| 5 Kleb- und Lötverbindungen | ||
| 5.1 | Klebverbindungen | 102 |
| 5.1.1 | Funktion und Wirkung | 102 |
| Physikalisch abbindende Klebstoffe (Lösungsmittel- und Dispersionskleb- | ||
| stoffe) — Chemisch abbindende Klebstoffe (Reaktionsklebstoffe) | ||
| 5.1.2 | Herstellen der Klebverbindungen | 105 |
| 5.1.3 | Gestalten und Entwerfen | 106 |
| Beanspruchung und Festigkeit — Einflüsse auf die Festigkeit — Gestalten | ||
| der Klebverbindung | ||
| 5.1.4 | Berechnungsgrundlagen | 110 |
| • 5.1.5 Berechnungsbeispiele | 112 | |
| 5.1.6 | Literatur (Kleben) | 112 |
| 5.2 | Lötverbindungen | 113 |
| 5.2.1 | Funktion und Wirkung | 113 |
| 5.2.2 | Herstellen der Lötverbindungen | 117 |
| 5.2.3 | Gestalten und Entwerfen | 118 |
| 5.2.4 | Berechnungsgrundlagen | 120 |
| • 5.2.5 Berechnungsbeispiel | 123 | |
| 5.2.6 | Literatur (Löten) | 123 |
| 6 Schweißverbindungen | ||
| 6.1 | Funktion und Wirkung | 125 |
| 6.1.1 | Wirkprinzip und Anwendung | 125 |
| 6.1.2 | Schweißverfahren | 127 |
| Schmelzschweißen — Pressschweißen — Wahl des Schweißverfahrens | ||
| 6.1.3 | Auswirkungen des Schweiß Vorganges | 129 |
| Entstehung der Schrumpfungen und Spannungen — Auswirkungen der | ||
| Schweißschrumpfung — Zusammenwirken von Eigen- und Lastspannungen | ||
| 6.2 | Gestalten und Entwerfen | 132 |
| 6.2.1 | Schweißbarkeit der Bauteile | 132 |
| Schweißeignung der Werkstoffe — Konstruktionsbedingte Schweißsicher- | ||
| heit — Fertigungsbedingte Schweißsicherheit (Schweißmöglichkeit) — | ||
| Schweißzusatzwerkstoffe | ||
| 6.2.2 | Stoß- und Nahtarten | 137 |
| Begriffe — Stumpfnaht — Kehlnaht — Sonstige Nähte — Fugenvorbereitung | ||
| 6.2.3 | Gütesicherung | 142 |
| Bewertungsgruppen für Schmelzschweißverbindungen an Stahl nach | ||
| DIN EN ISO 5817 - Allgemeintoleranzen für Schweißkonstruktionen | ||
| nach DIN EN ISO | 13920 | |
| 6.2.4 | Zeichnerische Darstellung der Schweißnähte nach DIN EN 22553 | 143 |
| Symbole — Lage der Symbole in Zeichnungen — Bemaßung der Nähte - | ||
| Arbeitspositionen nach DIN EN ISO 6947 — Ergänzende Angaben — | ||
| Beispiel | ||
| 6.2.5 | Schweißgerechtes Gestalten | 147 |
| Allgemeine Konstruktionsrichtlinien — Gestaltungsbeispiele — Vorwie- | ||
| gend ruhend beanspruchte Stahlbauten — Geschweißte Maschinenteile — | ||
| Druckbehälter — Punktschweißverbindungen | ||
| 6.3 | Berechnung von Schweißkonstruktionen | 160 |
| 6.3.1 | Schweißverbindungen im Stahlbau | 160 |
| Berechnung der Bauteile — Berechnung der Schweißnähte im Stahlbau | ||
| — Beanspruchung von Kehlnähten — Berechnung der Punktschweißver- | ||
| bindungen | ||
| 6.3.2 | Berechnung der Schweißverbindungen im Maschinenbau | 177 |
| Ermittlung der Belastung — Beanspruchung der Schweißnähte — Zusam- | ||
| mengesetzte Beanspruchung — Zulässige Dauerfestigkeitswerte für dyna- | ||
| misch beanspruchte Schweißverbindungen | ||
| 6.3.3 | Berechnung geschweißter Druckbehälter nach AD 2000-Regelwerk | 181 |
| Zylindrische Mäntel und Kugeln - Gewölbte Böden - Ebene Platten | ||
| und Böden — Ausschnitte in der Behälterwand | ||
| • 6.4 Berechnungsbeispiele | 187 | |
| 6.5 | Literatur | 195 |
| 7 Nietverbindungen | ||
| 7.1 | Allgemeines | 199 |
| 7.2 | Die Niete | 200 |
| 7.2.1 | Nietformen | 200 |
| 7.2.2 | Nietwerkstoffe | 204 |
| 7.2.3 | Bezeichnung der Niete | 205 |
| 7.3 | Herstellung der Nietverbindungen | 205 |
| 7.3.1 | Allgemeine Hinweise | 205 |
| 7.3.2 | Warmnietung..............................* | 206 |
| 7.3.3 | Kaltnietung | 207 |
| 7.4 | Verbindungsarten, Schnittigkeit | 207 |
| 7.5 | Nietverbindungen im Stahlbau | 208 |
| 7.5.1 | Allgemeine Richtlinien | 208 |
| 7.5.2 | Berechnung der Bauteile | 208 |
| 7.5.3 | Berechnung der Niete und Nietverbindungen | 210 |
| Niet- und Nietlochdurchmesser — Nietlänge - Beanspruchbarkeit der | ||
| Niete — Entwurfsberechnung — Stabanschlüsse und Stöße — Momentbe- | ||
| lastete Nietanschlüsse | ||
| 7.5.4 | Gestaltung der Nietverbindungen | 215 |
| 7.6 | Nietverbindungen im Aluminiumbau | 216 |
| 7.6.1 | Allgemeines | 216 |
| 7.6.2 | Aluminiumniete | 217 |
| 7.6.3 | Werkstoffe | 217 |
| 7.6.4 | Berechnung der Bauteile und Niete | 218 |
| Allgemeine Richtlinien - Niet- und Nietlochdurchmesser - Nietlänge | ||
| 7.7 | Nietverbindungen im Maschinen- und Gerätebau | 218 |
| 7.7.1 | Anwendungsbeispiele | 218 |
| 7.7.2 | Maßnahmen zur Erhöhung der Dauerfestigkeit | 219 |
| 7.7.3 | Festigkeitsnachweise | 219 |
| 7.8 | Stanzniet- und Clinchverbindungen | 221 |
| 7.8.1 | Stanznieten | 221 |
| 7.8.2 | Clinchen | 223 |
| • 7.9 Berechnungsbeispiele | 225 | |
| 7.10 | Literatur und Bildquellenverzeichnis | 228 |
| 8 Schraubenverbindungen | ||
| 8.1 | Funktion und Wirkung | 230 |
| 8.1.1 | Aufgaben und Wirkprinzip | 230 |
| XVI | ||
| 8.1.2 | Gewinde | 232 |
| Gewindearten - Gewindebezeichnungen — Geometrische Beziehungen | ||
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| 8.1.3 | Schrauben- und Mutternarten | 234 |
| Schraubenarten — Mutternarten — Sonderformen von Schrauben, Mut- | ||
| tern und Gewindeteilen — Bezeichnung genormter Schrauben und Mut- | ||
| tern | ||
| 8.1.4 | Scheiben und Schraubensicherungen | 239 |
| Scheiben — Schraubensicherungen | ||
| 8.1.5 | Herstellung, Werkstoffe und Festigkeiten der Schrauben und Muttern | 240 |
| Herstellung — Werkstoffe und Festigkeiten | ||
| 8.2 | Gestalten und Entwerfen | 242 |
| 8.2.1 | Gestaltung der Gewindeteile | 242 |
| 8.2.2 | Gestaltung der Schraubenverbindungen | 242 |
| 8.2.3 | Vorauslegung der Schraubenverbindung | 248 |
| 8.3 | Berechnung von Befestigungsschrauben | 250 |
| 8.3.1 Kraft- und Verformungsverhältnisse bei vorgespannten Schrauben- | ||
| verbindungen | 250 | |
| Kräfte und Verformungen im Montagezustand — Kräfte und Verformun- | ||
| gen bei statischer Betriebskraft als Längskraft — Kräfte und Verformun- | ||
| gen bei dynamischer Betriebskraft als Längskraft — Einfluss der Kraft- | ||
| einleitung in die Verbindung — Kraftverhältnisse bei statischer oder | ||
| dynamischer Querkraft | ||
| 8.3.2 | Setzverhalten der Schraubenverbindungen | 257 |
| 8.3.3 | Dauerhaltbarkeit der Schraubenverbindungen, dynamische Sicherheit | 258 |
| 8.3.4 | Anziehen der Verbindung, Anziehdrehmoment | 259 |
| Kräfte am Gewinde, Gewindemoment — Anziehdrehmoment | ||
| 8.3.5 | Montagevorspannkraft, Anziehfaktor und -verfahren | 262 |
| 8.3.6 | Beanspruchung der Schraube beim Anziehen | 264 |
| 8.3.7 Einhaltung der maximal zulässigen Schraubenkraft, Berechnung | ||
| der statischen Sicherheit | 265 | |
| 8.3.8 | Flächenpressung an den Auflageflächen | 266 |
| 8.3.9 | Praktische Berechnung der Befestigungsschrauben im Maschinenbau | 266 |
| Nicht vorgespannte Schrauben — Vorgespannte Schrauben, Rechnungs- | ||
| gang | ||
| 8.3.10 | Lösen der Schraubenverbindung, Sicherungsmaßnahmen | 268 |
| Losdrehmoment — Selbsttätiges Losdrehen, Lockern der Verbindung — | ||
| Sicherungsmaßnahmen, Anwendung und Wirksamkeit der Sicherungsele- | ||
| mente | ||
| 8.4 | Schraubenverbindungen im Stahlbau | 270 |
| 8.4.1 | Anwendung | 270 |
| 8.4.2 | Schraubenarten | 271 |
| 8.4.3 | Geschraubte Anschlüsse | 271 |
| Gestaltung der Verbindungen — Anziehen der Verbindung — Verbindun- | ||
| gen mit nicht kontrolliert vorgespannten Schrauben — Verbindungen mit | ||
| vorgespannten hochfesten Schrauben (HV/HR-Schrauben) — Grenztrag- | ||
| fähigkeit der Bauteile | ||
| 8.4.4 | Moment(schub)belastete Anschlüsse | 275 |
| 8.4.5 | Konsolanschlüsse | 276 |
| 8.5 | Bewegungsschrauben | 277 |
| 8.5.1 | ^ Entwurf | 278 |
| 8.5.2 | Nachprüfung auf Festigkeit | 278 |
| 8.5.3 | Nachprüfung auf Knickung | 280 |
| 8.5.4 | Nachprüfung des Muttergewindes (Führungsgewinde) | 281 |
| 8.5.5 | Wirkungsgrad der Bewegungsschrauben, Selbsthemmung | 282 |
| • 8.6 Berechnungsbeispiele | 282 | |
| 8.7 | Literatur | 290 |
| XVIII | ||
| 9 Bolzen-, Stiftverbindungen und Sicherungselemente | ||
| 9.1 | Funktion und Wirkung | 292 |
| 9.2 | Bolzen | 292 |
| 9.2.1 | Formen und Verwendung | 292 |
| 9.2.2 | Gestalten und Entwerfen der Bolzenverbindungen im Maschinenbau | 293 |
| Einbaufälle und Biegemomente — Festlegen der Bauteilabmessungen | ||
| 9.2.3 | Berechnen der Bolzenverbindungen im Maschinenbau | 295 |
| 9.2.4 | Gestalten und Entwerfen von Bolzenverbindungen im Stahlbau | 296 |
| Einsatzbereiche — Bemessen der Augenstäbe nach DIN EN 1993-1-8 | ||
| 9.2.5 | Bemessung für massive Rundbolzen nach DIN EN 1993-1-8 | 298 |
| Bolzenverbindungen bei denen eine unbehinderte Verdrehung in den | ||
| Augen erforderlich ist — Austauschbare Bolzen — Bolzenverbindungen | ||
| ohne geforderte Verdrehung in den Augen | ||
| 9.3 | Stifte und Spannbuchsen | 300 |
| 9.3.1 | Formen und Verwendung | 300 |
| Kegelstifte — Zylinderstifte — Kerbstifte und Kerbnägel — Spannstifte | ||
| (Spannhülsen) — Spannbuchsen für Lagerungen | ||
| 9.3.2 | Berechnung der Stiftverbindungen | 303 |
| Querstift-Verbindungen — Steckstift-Verbindungen — Längsstift-(Rund- | ||
| keil-)Verbindungen | ||
| 9.4 | Sicherungselemente | 305 |
| 9.4.1 | Sicherungsringe (Halteringe) | 306 |
| 9.4.2 | Splinte und Federstecker | 309 |
| 9.4.3 | Achshalter | 309 |
| 9.5 | Gestaltungs- und Anwendungsbeispiele | 310 |
| • 9.6 Berechnungsbeispiele | 313 | |
| 9.7 | Literatur | 318 |
| 10 Federn | ||
| 10.1 | Funktion und Wirkung | 321 |
| 10.1.1 | Federrate, Federkennlinie | 321 |
| 10.1.2 | Federungsarbeit | 323 |
| 10.1.3 | Schwingungsverhalten und Dämpfung | 324 |
| 10.1.4 | Federarten | 325 |
| 10.1.5 | Federwerkstoffe | 326 |
| 10.1.6 | Auswahl und Optimierung von Federn | 327 |
| 10.2 | Zug- und druckbeanspruchte Federn | 327 |
| 10.2.1 | Zugstäbe | 327 |
| 10.2.2 | Ringfedern | 327 |
| 10.3 | Biegebeanspruchte Federn | 328 |
| 10.3.1 | Einfache Blattfedern | 328 |
| 10.3.2 | Geschichtete Blattfedern | 330 |
| 10.3.3 | Drehfedern | 331 |
| 10.3.4 | Spiralfedern | 334 |
| 10.3.5 | Tellerfedern | 336 |
| • 10.4 Torsionsbeanspruchte Federn aus Metall | 343 | |
| 10.4.1 | Drehstabfedern | 343 |
| 10.4.2 | Zylindrische Schraubenfedern mit Kreisquerschnitt | 345 |
| 10.4.3 | Zylindrische Schraubenfedern mit Rechteckquerschnitt | 352 |
| 10.4.4 | Kegelige Schraubendruckfedern | 353 |
| 10.5 | Federn aus Gummi | 353 |
| 10.5.1 | Eigenschaften von Gummi | 353 |
| 10.5.2 | Ausführung, Anwendung | 354 |
| 10.6 | Berechnungsbeispiele | 356 |
| 10.7 | Literatur | 362 |
| 11 Achsen, Wellen und Zapfen | ||
| 11.1 | Funktion und Wirkung | 364 |
| 11.2 | Gestalten und Entwerfen | 365 |
| 11.2.1 | Gestaltungsgrundsätze | 365 |
| Gestaltungsrichtlinien hinsichtlich der Festigkeit - Gestaltungsrichtlinien | ||
| hinsichtlich des elastischen Verhaltens | ||
| 11.2.2 | Entwurfsberechnung | 368 |
| Werkstoffe und Halbzeuge - Berechnungsgrundlagen - Ermittlung des | ||
| Entwurfsdurchmessers | ||
| 11.3 | Kontrollberechnungen | 379 |
| 11.3.1 | Festigkeitsnachweis | 379 |
| 11.3.2 | Elastisches Verhalten | 381 |
| Verformung bei Torsionsbeanspruchung — Verformung bei Biegebean- | ||
| spruchung | ||
| 11.3.3 | Kritische" Drehzahl | 384 |
| Schwingungen, Resonanz - Biegekritische Drehzahl - Verdrehkritische | ||
| Drehzahl | ||
| • 11.4 Berechnungsbeispiele | 388 | |
| 11.5 | Literatur | 395 |
| 12 Elemente /um Verbinden von Wellen und Naben | ||
| 12.1 | Funktion und Wirkung | 396 |
| 12.2 | Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen | 396 |
| 12.2.1 | Pass- und Scheibenfederverbindungen | 396 |
| Gestalten und Entwerfen — Berechnung | ||
| 12.2.2 | Keil- und Zahnwellenverbindungen | 401 |
| Gestalten und Entwerfen — Berechnung | ||
| 12.2.3 | Polygonverbindungen | 403 |
| Gestalten und Entwerfen - Berechnung | ||
| 12.2.4 | Stirnzahnverbindungen | 404 |
| 12.2.5 | Stiftverbindungen | 404 |
| 12.3 | Kraftschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen | 405 |
| 12.3.1 | Zylindrische Pressverbände | 405 |
| Gestalten und Entwerfen - Berechnung — Angaben zur Herstellung von | ||
| Pressverbänden — Drehzahleinfluss bei Pressverbänden | ||
| 12.3.2 | Kegelpressverbände | 413 |
| Gestalten und Entwerfen — Berechnung | ||
| 12.3.3 | Spannelement-Verbindungen | 417 |
| Lösbare Kegelspannsysteme (LKS) — Sternscheiben — Druckhülsen - | ||
| Hydraulische Spannbuchsen — Toleranzring | ||
| 12.3.4 | Klemmverbindung | 424 |
| Gestalten und Entwerfen — Berechnung | ||
| 12.3.5 | Keilverbindungen | 426 |
| Gestalten und Entwerfen - Berechnung | ||
| 12.3.6 | Kreiskeil-Verbindung | 428 |
| Gestalten und Entwerfen — Berechnung | ||
| 12.4 | Stoffschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen | 428 |
| • 12.5 Berechnungsbeispiele | 429 | |
| 12.6 | Literatur und Bildquellennachweis | 433 |
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| 13 Kupplungen und Bremsen | ||
| 13.1 | Funktion und Wirkung von Kupplungen | 434 |
| 13.2 | Berechnungsgrundlagen zur Kupplungsauswahl | 436 |
| 13.2.1 | Anlaufdrehmoment, zu übertragendes Kupplungsmoment | 436 |
| 13.2.2 | Beschleunigungsdrehmoment, Trägheitsmoment | 439 |
| 13.2.3 | Betriebsverhalten von Antriebs- und Arbeitsmaschinen | 441 |
| 13.2.4 | Kupplungsdrehmoment | 442 |
| Stoßfreies Anfahren mit konstantem Drehmoment — Drehmomentstoß — | ||
| Geschwindigkeitsstoß — Periodisches Wechseldrehmoment | ||
| 13.2.5 | Auslegung nachgiebiger Wellenkupplungen | 445 |
| Nach Herstellerangaben — Mit Hilfe von Anwendungsfaktoren - | ||
| Nach der ungünstigsten Lastart (DIN 740 T2) | ||
| 13.2.6 | Auslegung von schaltbaren Reibkupplungen | 448 |
| Anlaufvorgang - Drehmomente bei Reibkupplungen — Bestimmung der | ||
| Kupplungsgröße | ||
| 13.3 | Nicht schaltbare Kupplungen | 451 |
| 13.3.1 | Starre Kupplungen | 451 |
| 13.3.2 | Nachgiebige Kupplungen (Ausgleichskupplungen) | 452 |
| Getriebebewegliche (drehstarre) Kupplungen — Drehnachgiebige | ||
| Kupplungen | ||
| 13.4 | Schaltbare Kupplungen | 464 |
| 13.4.1 | Fremdbetätigte Kupplungen (Schaltkupplungen) | 464 |
| Formschlüssige Schaltkupplungen - Kraft-(Reib-)schlüssige Schalt- | ||
| kupplungen | ||
| 13.4.2 | Momentbetätigte Kupplungen (Sicherheitskupplungen) | 475 |
| 13.4.3 | Drehzahlbetätigte Kupplungen (Fliehkraftkupplungen) | 477 |
| 13.4.4 | Richtungsbetätigte Kupplungen (Freilaufkupplungen) | 478 |
| 13.4.5 | Induktionskupplungen | 480 |
| Synchronkupplung — Asynchron- und Wirbelstromkupplung | ||
| 13.4.6 | Hydrodynamische Kupplungen | 482 |
| Mit konstanter Füllung — Mit veränderlicher Füllung | ||
| 13.5 | Hinweise für Einsatz und Auswahl von Kupplungen | 485 |
| 13.6 | Bremsen | 488 |
| 13.6.1 | Funktion und Wirkung | 488 |
| 13.6.2 | Berechnung | 489 |
| 13.6.3 | Bauformen | 489 |
| • 13.7 Berechnungsbeispiele | 493 | |
| 13.8 | Literatur und Bildquellennachweis | 503 |
| 14 Wälzlager und Wälzlagerungen | ||
| 14.1 | Funktion und Wirkung | 506 |
| 14.1.1 | Aufgaben und Wirkprinzip | 506 |
| 14.1.2 | Einteilung der Lager | 508 |
| 14.1.3 | Richtlinien zur Anwendung von Wälzlagern | 508 |
| 14.1.4 | Ordnung der Wälzlager | 510 |
| Aufbau der Wälzlager, Wälzkörperformen, Werkstoffe — Grundformen | ||
| der Wälzlager, Druckwinkel, Lastwinkel — Standardbauformen der Wälz- | ||
| lager, ihre Eigenschaften und Verwendung — Weitere Bauformen — Bau- | ||
| maße und Kurzzeichen der Wälzlager | ||
| 14.2 | Gestalten und Entwerfen von Wälzlagerungen | 522 |
| 14.2 | ,1 Lageranordnung | 522 |
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| 14.2.2 | Lagerauswahl | 524 |
| 14.2.3 | Gestaltung der Lagerungen | 525 |
| Tolerierung der Anschlussbauteile — Konstruktive Gestaltung der Lager- | ||
| stelle | ||
| 14.2.4 | Schmierung der Wälzlager | 528 |
| Fettschmierung — Ölschmierung — Feststoffschmierung | ||
| 14.2.5 | Lagerabdichtungen | 532 |
| 14.2.6 | Vorauswahl der Lagergröße | 533 |
| 14.3 | Berechnung der Wälzlager | 533 |
| 14.3.1 | Statische Tragfähigkeit | 534 |
| Statische Tragzahl C0 — Statisch äquivalente Belastung | ||
| 14.3.2 | Dynamische Tragfähigkeit | 534 |
| Bestimmungsgrößen nach DIN ISO 281 — Lebensdauergleichung nach | ||
| DIN ISO 281 — Bestimmen der dynamisch äquivalenten Lagerbelastung | ||
| (P und n = konstant) — Bestimmen der dynamisch äquivalenten Lager- | ||
| belastung (P und n konstant) | ||
| 14.3.3 | Minderung der Lagertragzahlen C und Co | 539 |
| 14.3.4 | Erreichbare Lebensdauer — modifizierte Lebensdauerberechnung | 539 |
| 14.3.5 | Gebrauchsdauer | 540 |
| 14.3.6 | Höchstdrehzahlen | 541 |
| 14.4 | Gestaltungsbeispiele für Wälzlagerungen | 541 |
| 14.5 | Wälzgelagerte Bauelemente | 544 |
| Lagergehäuseeinheiten — Laufrollen — Drehverbindungen — Kugelbuchsen — | ||
| Kugelgewindetrieb | ||
| 14.6 | Lineare Wälzführungen | 547 |
| 14.6.1 | Funktion und Eigenschaften | 547 |
| 14.6.2 | Tragfähigkeit und nominelle Lebensdauer | 549 |
| 14.6.3 | Auswahl von Führungen, Linearsysteme | 550 |
| • 14.7 Berechnungsbeispiele | 552 | |
| 14.8 | Literatur und Bildquellennachweis | 560 |
| 15 Gleitlager | ||
| 15.1 | Funktion und Wirkung | 561 |
| 15.1.1 | Wirkprinzip | 561 |
| 15.1.2 | Anordnung der Gleitflächen | 561 |
| 15.1.3 | Reibungszustände | 562 |
| 15.1.4 | Schmierstoffeinflüsse | 564 |
| 15.1.5 | Hydrodynamische Schmierung | 569 |
| Schmierkeil — Druckverteilung und Tragfähigkeit | ||
| 15.2 | Anwendung | 572 |
| 15.3 | Gestalten und Entwerfen | 573 |
| 15.3.1 | Gleitlagerwerkstoffe | 573 |
| Tribologisches Verhalten — Lagerwerkstoffe | ||
| 15.3.2 | Gestaltungs- und Betriebseinflüsse | 576 |
| 15.3.3 | Schmierstoffversorgung der Gleitlager | 580 |
| Schmierungsarten — Schmierverfahren und Schmiervorrichtungen — | ||
| Schmierstoffzuführung | ||
| 15.3.4 | Gestaltung der Radial-Gleitlager | 584 |
| Lagerbuchsen, Lagerschalen — Gestaltungsbeispiele | ||
| 15.3.5 | Gestaltung der Axial-Gleitlager | 589 |
| 15.3.6 | Lagerdichtungen | 592 |
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| 15.4 | Berechnungsgrundlagen | 595 |
| 15.4.1 | Berechnung der Radialgleitlager | 595 |
| Betriebskennwerte (Relativwerte) - Wärmebilanz - Schmierstoffdurch- | ||
| satz — Berechnungsgang | ||
| 15.4.2 | Berechnung der Axialgleitlager | 605 |
| Spurlager mit ebenen Spurplatten — Einscheiben- und Segment-Spurlager | ||
| • 15.5 Berechnungsbeispiele | 611 | |
| 15.6 | Literatur | 617 |
| 16 Riemengetriebe | ||
| 16.1 | Funktion und Wirkung | 619 |
| 16.1.1 | Aufgaben und Wirkprinzip | 619 |
| 16.1.2 | Riemenaufbau und Riemenwerkstoffe | 619 |
| Flachriemen - Keilriemen - Keilrippenriemen - Synchronriemen | ||
| (Zahnriemen) | ||
| 16.2 | Gestalten und Entwerfen | 623 |
| 16.2.1 | Bauarten und Verwendung | 623 |
| Wahl der Riemenart - Riemenführung — Vorspannmöglichkeiten - Ver- | ||
| stell- bzw. Schaltgetriebe | ||
| 16.2.2 | Ausführung der Riemengetriebe | 626 |
| Allgemeine Gesichtspunkte — Hauptabmessungen der Riemenscheiben - | ||
| Werkstoffe und Ausführung der Riemenscheiben | ||
| 16.3 | Auslegung der Riemengetriebe | 630 |
| 16.3.1 | Theoretische Grundlagen zur Berechnung der Riemengetriebe | 630 |
| Kräfte am Riemengetriebe - Dehn- und Gleitschlupf, Übersetzung - | ||
| Spannungen, elastisches Verhalten - Übertragbare Leistung, optimale | ||
| Riemengeschwindigkeit | ||
| 16.3.2 | Praktische Berechnung der Riemengetriebe | 635 |
| Riemenwahl — Geometrische und kinematische Beziehungen - Leis- | ||
| tungsberechnung - Vorspannung; Wellenbelastung - Kontrollabfragen | ||
| » 16.4 Berechnungsbeispiele | 644 | |
| 16.5 | Literatur | 648 |
| 17 Kettengetriebe | ||
| 17.1 | Funktion und Wirkung | 649 |
| 17.1.1 | Aufgaben und Einsatz | 649 |
| 17.1.2 | Kettenarten, Ausführung und Anwendung | 649 |
| Bolzenketten - Buchsenketten - Rollenketten - Sonderbauformen | ||
| 17.1.3 | Kettenräder | 653 |
| 17.1.4 | Verbindungsglieder für Rollenketten | 653 |
| 17.1.5 | Mechanik der Kettengetriebe | 654 |
| 17.2 | Gestalten und Entwerfen von Rollenkettengetrieben | 656 |
| 17.2.1 | Verzahnungsangaben | 656 |
| 17.2.2 | Festlegen der Zähnezahlen für die Kettenräder | 657 |
| 17.2.3 | Gestalten der Kettenräder | 658 |
| 17.2.4 | Kettenauswahl | 658 |
| 17.2.5 | Gliederzahl, Wellenabstand | 659 |
| 17.2.6 | Anordnung der Kettengetriebe | 661 |
| 17.2.7 | Durchhang des Kettentrums | 661 |
| 17.2.8 | Hilfseinrichtungen | 661 |
| 17.2.9 | Schmierung und Wartung der Kettengetriebe | 663 |
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| 17.3 | Berechnung der Kräfte am Kettengetriebe | 664 |
| • 17.4 Berechnungsbeispiel................................................. • • | 665 | |
| 17.5 | Literatur | 667 |
| 18 Elemente zur Führung von Fluiden (Rohrleitungen) | ||
| 18.1 | Funktionen, Wirkungen und Einsatz | 669 |
| 18.2 | Bauformen | 669 |
| 18.2.1 | Rohre | 669 |
| 18.2.2 | Schläuche | 671 |
| 18.2.3 | Formstücke | 672 |
| 18.2.4 | Armaturen | 672 |
| Ventile - Schieber - Hähne - Klappen | ||
| 18.3 | Gestalten und Entwerfen | 677 |
| 18.3.1 | Vorschriften, Begriffe und Definitionen | 677 |
| 18.3.2 | Rohrverbindungen | 679 |
| Schweißverbindungen für Stahlrohre - Flanschverbindungen - Rohrver- | ||
| schraubungen - Muffenverbindungen | ||
| 18.3.3 | Dehnungsausgleicher | 683 |
| 18.3.4 | Rohrhalterungen | 684 |
| 18.3.5 | Gestaltungsrichtlinien für Rohrleitungsanlagen | 685 |
| 18.3.6 | Darstellung der Rohrleitungen | 686 |
| 18.4 | Berechnungsgrundlagen | 686 |
| 18.4.1 | Rohrquerschnitt und Druckverlust | 686 |
| 18.4.2 | Berechnung der Wanddicke gegen Innendruck | 688 |
| Gerade Rohre aus Stahl - Rohre aus duktilem Gusseisen - Rohre aus | ||
| Kunststoff - Berücksichtigung von Druckstößen | ||
| • 18.5 Berechnungsbeispiele | 693 | |
| 18.6 | Literatur | 696 |
| 19 Dichtungen | ||
| 19.1 | Funktion und Wirkung | 698 |
| 19.2 Berührungsdichtungen zwischen ruhenden Bauteilen | ||
| (Statische Dichtungen) | 700 | |
| 19.2.1 | Unlösbare Berührungsdichtungen | 700 |
| 19.2.2 | Lösbare Dichtungen | 701 |
| 19.3 Berührungsdichtungen zwischen relativ bewegten Bauteilen | ||
| (Dynamische Dichtungen) | 707 | |
| 19.3.1 | Dichtungen für Drehbewegungen | 707 |
| 19.3.2 | Dichtungen für Längsbewegung ohne oder mit Drehbewegung | 712 |
| 19.4 | Berührungsfreie Dichtungen zwischen relativ bewegten Bauteilen | 715 |
| 19.5 | Literatur und Bildquellennachweis | 717 |
| 20 Zahnräder und Zahnradgetriebe (Grundlagen) | ||
| 20.1 | Funktion und Wirkung | 718 |
| 20.1.1 | Zahnräder und Getriebearten | 720 |
| 20.1.2 | Verzahnungsgesetz | 724 |
| 20.1.3 | Flankenprofile und Verzahnungsarten | 726 |
| Zykloidenverzahnung - Triebstockverzahnung - Evolventenverzahnung | ||
| 20.1.4 | Bezugsprofil, Herstellung der Evolventenverzahnung | 730 |
| XXVIII | ||
| 20.2 | Zahnradwerkstoffe | 732 |
| 20.3 | Schmierung der Zahnradgetriebe | 734 |
| 20.4 | Getriebewirkungsgrad | 736 |
| 20.5 | Konstruktionshinweise für Zahnräder und Getriebegehäuse | 737 |
| 20.5.1 | Gestaltungsvorschläge | 737 |
| Stirnräder - Kegelräder - Schnecken und Schneckenräder - Getriebegehäuse | ||
| 20.5.2 | Darstellung, Maßeintragung | 740 |
| Zeichnerische Darstellung — Maßeintragung | ||
| 20.6 | Literatur | 742 |
| 21 Stirnräder mit Evolentenverzahnung | ||
| 21.1 | Geometrie der Stirnräder | 744 |
| 21.1.1 | Begriffe und Bestimmungsgrößen | 744 |
| 21.1.2 | Verzahnungsmaße der Nullräder | 746 |
| 21.1.3 | Eingriffsstrecke, Profilüberdeckung | 747 |
| 21.1.4 | Profilverschiebung (Geradverzahnung) | 748 |
| Anwendung - Zahnunterschnitt, Grenzzähnezahl — Spitzgrenze und | ||
| Mindestzahndicke am Kopfkreis — Paarung der Zahnräder, Getriebe- | ||
| arten — Rad- und Getriebeabmessungen bei F-Radpaaren | ||
| 21.1.5 | Evolventenfunktion und ihre Anwendung bei K-Getrieben | 755 |
| Anwendung der Evolventenfunktion — Summe der Profilverschiebungs- | ||
| faktoren und ihre Aufteilung — 0,5-Verzahnung | ||
| • 21.1.6 Berechnungsbeispiele (Geometrie der Geradverzahnung) | 757 | |
| 21.2 | Geometrie der Schrägstirnräder mit Evolventenverzahnung | 760 |
| 21.2.1 | Grundformen, Schrägungswinkel | 760 |
| 21.2.2 | Verzahnungsmaße | 761 |
| 21.2.3 | Eingriffsverhältnisse, Gesamtüberdeckung | 762 |
| 21.2.4 | Profilverschiebung (Schrägverzahnung) | 763 |
| Ersatzzähnezahl, Grenzzähnezahl - Profilverschiebungsfaktoren — Rad- | ||
| und Getriebeabmessungen für F-Radpaarungen | ||
| • 21.2.5 Berechnungsbeispiele (Geometrie der Schrägverzahnung) | 766 | |
| 21.3 | Toleranzen, Verzahnungsqualität | 767 |
| 21.3.1 | Flankenspiele und Zahndickenabmaße | 767 |
| 21.3.2 | Prüfmaße für die Zahndicke | 769 |
| • 21.3.3 Berechnungsbeispiele (Toleranzen, Verzahnungsqualität) | 770 | |
| 21.4 | Entwurfsberechnung (Außenverzahnung) | 772 |
| 21.4.1 | Vorwahl der Hauptabmessungen | 772 |
| Wellendurchmesser dsh zur Aufnahme des Ritzels - Übersetzung i, Zäh- | ||
| nezahlverhältnis u - Ritzelzähnezahl zi — Zahnradbreite b — Schrä- | ||
| gungswinkel ß, Steigungsrichtung der Zahnflanken - Modul | ||
| 21.4.2 | Vorgehensweise zur Ermittlung der Verzahnungsgeometrie | 776 |
| 21.5 | Tragfähigkeitsnachweis für Außenradpaare | 776 |
| 21.5.1 | Schadensmöglichkeiten an Zahnrädern | 776 |
| Zahnbruch - Ermüdungserscheinungen an den Zahnflanken - Fressen | ||
| 21.5.2 | Kraftverhältnisse | 777 |
| Kräfte am Gerad-Stirnradpaar - Kräfte am Schräg-Stirnradpaar | ||
| 21.5.3 | Belastungseinflussfaktoren | 780 |
| 21.5.4 | Nachweis der Zahnfußtragfähigkeit | 783 |
| Auftretende Zahnfußspannung - Zahnfuß-Grenzfestigkeit aFP | ||
| 21.5.5 | Nachweis der Grübchentragfähigkeit | 785 |
| Auftretende Flankenpressung - Flanken-Grenzfestigkeit öHp | ||
| • 21.5.6 Berechnungsbeispiele (Tragfähigkeitsnachweis) | 789 | |
| 22 Kegelräder und Kegelradgetriebe | ||
| 22.1 | Grundformen, Funktion und Verwendung | 792 |
| 22.2 | Geometrie der Kegelräder | 792 |
| 22.2.1 | Geradverzahnte Kegelräder | 792 |
| Übersetzung, Zähnezahlverhältnis, Teilkegelwinkel - Allgemeine Radab- | ||
| messungen - Eingriffsverhältnisse - Grenzzähnezahl und Profilverschie- | ||
| bung | ||
| 22.2.2 | Schrägverzahnte Kegelräder | 798 |
| Übersetzung, Zähnezahlverhältnis - Radabmessungen - Eingriffsverhält- | ||
| nisse - Grenzzähnezahl und Profilverschiebung | ||
| 22.3 | Entwurfsberechnung | 801 |
| Wellendurchmesser dsh zur Aufnahme des Ritzels - Übersetzung, Zähne- | ||
| zahlverhältnis - Zähnezahl - Schrägungswinkel - Zahnbreite - Zahnrad- | ||
| werkstoffe und Verzahnungsqualität — Modul | ||
| 22.4 | Tragfähigkeitsnachweis | 803 |
| 22.4.1 | Kraftverhältnisse | 803 |
| 22.4.2 | Nachweis der Zahnfußtragfähigkeit | 805 |
| 22.4.3 | Nachweis der Grübchentragfähigkeit | 806 |
| • 22.5 Berechnungsbeispiele für Kegelradgetriebe | 807 | |
| 23 Schraubrad- und Schneckengetriebe | ||
| 23.1 | Schraubradgetriebe | 814 |
| 23.1.1 | Funktion und Wirkung | 814 |
| 23.1.2 | Geometrische Beziehungen | 814 |
| Übersetzungen - Schrägungswinkel - Geschwindigkeitsverhältnisse - | ||
| Radabmessungen, Achsabstand | ||
| 23.1.3 | Eingriffsverhältnisse | 815 |
| 23.1.4 | Kraftverhältnisse (Null-Verzahnung) | 816 |
| 23.1.5 | Berechnung der Getriebeabmessungen (Null-Verzahnung) | 818 |
| 23.2 | Schneckengetriebe | 818 |
| 23.2.1 | Funktion und Wirkung | 818 |
| Ausführungsformen und Herstellung - Verwendung | ||
| 23.2.2 Geometrische Beziehungen bei Zylinderschneckengetrieben mit | ||
| 2 | = 90° Achsenwinkel | 823 |
| Übersetzung - Abmessungen der Schnecke - Abmessungen des Schne- | ||
| ckenrades — Achsabstand | ||
| 23.2.3 | Eingriffsverhältnisse | 826 |
| 23.2.4 | Kraftverhältnisse | 827 |
| Kräfte an der Schnecke | ||
| 23.2.5 | Entwurfsberechnung für Schneckengetriebe | 828 |
| Vorwahl der Hauptabmessungen - Werkstoffvorwahl | ||
| 23.2.6 | Tragfähigkeitsnachweis | 830 |
| Grübchentragfähigkeit - Zahnfußtragfähigkeit - Durchbiegsicherheit der | ||
| Schneckenwelle - Temperatursicherheit bei Tauchschmierung | ||
| • 23.2.7 Berechnungsbeispiele | 833 | |
| 23.3 | Literatur | 836 |
| Sachwortverzeichnis | 839 | |
