01 me einfuehrung verbindungselemente stud

M A S C H I N E N E L E M E N T E

Prof. Dr.-Ing. H. Gruss

Einführung

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Zur Person

• 1996 – 2003 Studium „Allgemeiner Maschinebau“ an der TU Dresden(Dipl.-Ing.)

• 2002 International Welding Engineer (IWE)

• 2003 – 2006 Doktorand bei EADS Corporate Research CentreOttobrunn

• 2007 – 2009 Systemkonstrukteur bei MBDA / LFK-Lenkflugkörpersysteme GmbH Unterschleißheim

• 2008 Promotion an der OvGU Magdeburg (Dr.-Ing.)

• seit 07/2009 Professur „Konstruktion“ an Hochschule AnhaltKöthen

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Regeln

1. Keine Notebooks in Vorlesungen und Übungen!

2. Wer stört, verlässt die Lehrveranstaltung!

3. Ankündigungen erfolgen auf persönlicher HS-Homepage

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Persönliche HS-Homepage

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Studienablauf

• 2. und 3. FS: Maschinenelementeje Semester ein Beleg, Abschlussklausur

• 4. FS: Antriebstechnik 1Abschlussklausur

• 5. FS: Konstruktiongroßer Getriebebeleg

• 2. FS Master: Produktentwicklung

• 3. FS Master: Antriebstechnik 2 und Methodisches Konstruieren mit CATIA

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M A S C H I N E N E L E M E N T EProf. Dr.-Ing. H. Gruss6

• Die Aufgabe des Ingenieurs ist es

für technische Probleme mit Hilfe naturwissenschaftlicher Erkenntnisse Lösungen zu finden

- Mathematik, Physik, Elektrotechnik, Chemie, Werkstofftechnik …

und diese unter den jeweiligen Restriktionen

- stofflicher, technologischer, wirtschaftlicher, gesetzlicher, umweltbezogener und menschenbezogener Art

in optimaler Weise zu verwirklichen. /Pahl

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Einführung


• Der Konstrukteur trägt als technischer Problemlöser bei der Entwicklung von Maschinen und Anlagen hinsichtlich der Einhaltung technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Produktanforderungen bzw. -eigenschaften die Hauptverantwortung.

• Der Entwicklungs- und Konstruktionsschritt stellt dabei nur eine Phase des Produktlebenszyklus (Life Cycle) dar und ist stets in dessen Kontext zu sehen (Planung, Gestaltung, Fertigung, Einführung, Gebrauch, Recycling).

• Die Konstruktion ist mit den übrigen Tätigkeitsbereichen eines Unternehmens verzahnt.

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• Lebenslauf eines Produkts

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• Der Lifecycle zeigt,dass die Marktfähigkeiteines Produkts einemWandel unterliegt.Infolge müssen neueProdukte rechtszeitiggeplant werden, damitUmsatz und Gewinnden Unternehmens-zielen entsprechen.

• Der Konstrukteur mussselbständig erkennen,wann ein neues Produktnotwendig wird.

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• Die Lösung und Realisierung eines technischen Problems sind immer mit der Erfüllung von Anforderungen verbunden.

Übersicht von allgemeinenAnforderungen an einProdukt (branchenübergreifend)

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• Die Entwicklung neuer Produkte wird darüber hinaus von der Tatsache geprägt, dass der Konstrukteur zwar wesentlich die Produkteigenschaften bestimmt, aber im Kontrast dazu, die Produktkenntnis zu Beginn der Produktentwicklung sehr gering ist.

• Δ = Informationsproblem bei der Entwicklung Entscheidung auf unsicherer Basis

• Rückgriffe und Änderungen• qualitativ quantitativ

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• Die Entwicklungsarbeit ist eine Gemeinschaftsarbeit, die mit den Begriffen „Concurrent Enginnering“ bzw. „Simulteneous Engineering“ beschrieben wird: Der Produktlebenszyklus wird mit Hilfe der Erfahrungen vieler Beteiligten während des Entwicklungsprozesses simuliert, der verantwortliche Konstrukteur nimmt dabei oft die Rolle eines Moderators ein, der Entwicklungsteam leitet. Dabei verlangt die Konstrukteurstätigkeit die Beherrschung vieler Wissensgebiete (Mechanik, Chemie, Elektrotechnik, Thermodynamik, Strömungslehre, Fertigungstechnik …).

trad. serielles Vorgehen

mod. simult. Vorgehen

Zeit

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Wissensgebiete

Mathematik

Mechanik

DarstellendeGeometrie

Thermodynamik

Strömungslehre

Werkstoffkunde

Fertigungstechnik

Maschinenzeichnen…

Bau und Betrieb von Maschinen, Anlagen, Komponenten mit den Tätigkeiten Entwicklung und Konstruktion

• Kreatives Schöpfen

• Berechnungsnachweis

• Fertigung – Optimierung

• Darstellung

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• Ziel dieser Lehrveranstaltung ist die Vermittlung von Methoden und Wissensfakten zur Anwendung der Grundlagenfächer, um technischer Produkte entwickeln und gestalten zu können.

• Zusammenhang

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• Abstraktion des Problems undLösung mit dem Hebelgesetz

Mathematik, Physik, Mechanik

• Konstruktion und Optimierungdes Geräts mit den Randbedingungen

HaltbarkeitMechanik, Werkstofftechnik

BedienungMechanik, Ergonomie

HerstellungWerkstofftechnik, Fertigungstechnik

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• Aus den Anforderungen an die Entwicklung von Produkten ergeben sich die Aufgaben für die Lehre

Vermittelt Methoden zum Erarbeitenvon Lösungen für technische Systeme,die die definierten Funktionen erfüllen.

Objektbezogene Lehre, die von bekanntenKonstruktionen und Funktionen ausgeht.

Einführung


Wissen was geht

Einführung


Einführung


… und was nicht geht

Einführung


Einführung


Gliederung der Vorlesung Maschinenelemente

Verbindungen und Verbindungselemente

1. Stoffschlüssige Verbindungen

2. Formschlüssige Verbindungen

3. Kraftschlüssige Verbindungen

4. Schraubenverbindungen

Antriebselemente

5. Wellen und Achsen

6. Wälzlager

7. Elastische Verbindungen (Federn)

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Literatur

Berthold Schlecht

Maschinenelemente 1ISBN: 978-3-8273-7145-4€ 39,95

Maschinenelemente 2ISBN: 978-3-8273-7146-1€ 79,95

ab 20 Expl.: 10 % vom geb. Ladenpreisab 50 Expl.: 12,5 % vom geb. Ladenpreisab 100 Expl.: 15 % vom geb. Ladenpreis

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Literatur (alternativ)

Dieter Muhs et al

Roloff/Matek MaschinenelementeISBN-13: 978-3834802620 € 36,90


Einführung Verbindungen und Verbindungselemente

Verbindungen und Verbindungselemente

• Verbindungen sind Zusammenschlüsse von zwei oder mehreren Körpern, die eine Trennung der Körper unter Betriebskräften verhindern. Hieraus ergeben sich die gemeinsamen Funktionen für alle folgenden Betrachtungen zu Verbindungen und Verbindungselementen.

• Darüber hinaus gibt es weitere Funktionen, die zur Wahl unterschiedlicher Verbindungen führen

a) bei denen zwei Teile miteinander fest oder beweglich (in einer oder mehreren Richtungen/Ebenen) verbunden sind.

Das führt zu einer konstruktionssystematischen Einteilung von Verbindungen unter dem Gesichtspunkt der jeweiligen Freiheitsgrade, die Lager und Führungen mit einschließt.



b) bei denen zwei Teile miteinander lösbar oder unlösbar verbunden sind.

c) Die Verbindung soll mechanische Arbeit speichern können. Feder-Dämpfer-Systeme

• Die nachfolgende Tabelle zeigt eine Übersicht über die von den Verbindungen zu erfüllenden Aufgabe, deren Kombination die Auswahl unterschiedlicherkonstruktiver Ausführungen bestimmt.



• Die von der Aufgabe verlangte Wirkung der Verbindung lässt eine Einteilung der Verbindungen nach Art des physikalischen Effektes zur Aufgabenerfüllung zu, der so genannten Schlussart.

Stoffschluss: In jedem Richtungssinn werden die Relativbewegungen zwischen dengefügten Teilen infolge Kohäsion und Adhäsion innerhalb des Wirkraums verhindert.

Formschluss: Die Wirkung erfolgt durch die geometrische Berührung zwei Wirkflächen. Oft liegt in der Verbindung ein fertigungsbedingtes Spiel vor und erlaubt einen oder mehrere Bewegungs-Freiheitsgrade.

Kraftschluss: Die Bewegung wird durch ein System reibbedingter Kräfte verhindert oder geregelt.



• Diese physikalischen Grundprinzipien des Verbindens können auch miteinander kombiniert werden. Man erhält dabei Verbindungen mit besonderen Eigenschaften, z.B. die Schraubenverbindung.

- Verhinderung des Abstreifensder Mutter von der Schraube unter Zug Formschluss

- Verhinderung des Aufdrehens Reibschluss

• Da Verbindungselemente meist Massenteile mit einen hohen Normungsgrad sind, unterliegt ihre Auswahl weiteren Kriterien.

- Herstellung, Montage, Platzbedarf, Werkstoffkombinationen, Kosten


Notizen

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