Zeichnungstechnik. Erstellen von Fertigungsunterlagen. Fachmodul. Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen EDITION SWISSMEM

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1 Zeichnungstechnik Erstellen von Fertigungsunterlagen Fachmodul Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen EDITION SWISSMEM

2 Impressum Herausgeber: Bezeichnung: Edition Swissmem Zeichnungstechnik: Erstellen von Fertigungsunterlagen Fachmodul «Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen» Version: Neuauflage 201 Copyright bei Edition Swissmem, Zürich und Winterthur Bestellcode: XXFMMA 1S ISBN: Projektleitung: Joachim Pérez, Swissmem Berufsbildung, CH-400 Winterthur Autor: Willi Tschudi, CH-355 Aadorf Layout und Zeichnungen: Daniel Baur, Swissmem Berufsbildung, CH-400 Winterthur Fachliche Beratung: Prof. Dr.-Ing. Volker Läpple, Steinbeis-Beratungszentrum Konstruktion, Werkstoffe und Normung, D-3 Schorndorf Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Zavadil, D-332 Esslingen Lektorat: Druck: Quellen: Bezugsquelle: Urheberrecht Pablo Egger, Printed in Switzerland Schweizerische Normenvereinigung SNV, DIN e.v., Schaeffler Technologies am Objekt ausgewiesene Quellen Swissmem Berufsbildung Brühlbergstrasse 4 CH-400 Winterthur Telefon Fax vertrieb.berufsbildung@swissmem.ch Alle Rechte vorbehalten. Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwendung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf deshalb der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlags.

3 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen 3 Inhaltsverzeichnis / Zeichenerklärung Inhaltsverzeichnis: 1. Einleitung 4 2. Beispiele von Maschinenelementen 5 3. Wälzlager 3.1 Lagerarten 3.2 Funktionsskizze «Wälzlagerung» 3.3 Gehäuse 3.4 Welle 4. Sicherungsringe Funktionsskizze «Sicherungsring DIN 41 für Welle» Richtlinie für die Zeichnungsangabe (Welle): Funktionsskizze «Sicherungsring DIN 42 für Bohrung» Richtlinie für die Zeichnungsangabe (Bohrung): O-Ringe Funktionsskizze «O-Ring-Dichtung» Allgemeine Abmessungen und Anforderungen 2. Radial-Wellendichtringe 35.1 Funktionsskizze «Dichtringdichtung» 3.2 Einbaurichtlinien 3. Passfedern 41.1 Funktionsskizze «Passfederverbindung» 42. Spannsätze 4.1 Funktionsskizze «Spannsatzverbindung» 4.2 Spannsatz BAR 4.3 Taper-Spannbuchse 51.4 Keilriemenscheibe (Auszug aus Mädler-Katalog) 52. Linearkugellager 55.1 Funktionsskizze «INA-Linearkugellagerführung» 5.2 Produktübersicht, Informationen aus INA-Katalog 5.3 Einbautoleranzen und Betriebsspiel 5.4 Befestigung der Linearkugellager 5.5 Vollwellen, Hohlwellen 5. Nutmuttern.1 Funktionsskizze «Nutmutterbefestigung».2 Nutmutter UW (Mädler) 11. Gleitlagerbuchsen Funktionsskizze «Gleitlagerung» Sinterbuchsen nach ISO Gerollte Gleitlager oder Trockengleitlager nach DIN ISO 354. Sechskantschrauben mit Scheiben.1 Funktionsskizze «Befestigung» 0. Anwendungsbeispiel 4. KoRe-Katalog 5 Zeichenerklärung: Lösen Sie diese Aufgaben mit den geeignetsten Hilfsmitteln (z.b. schreiben, skizzieren, mithilfe des CAD). Information

4 4 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen 1. Einleitung Unter dem Begriff Maschinenelemente fasst man Bauteile zusammen, welche in gleicher oder ähnlicher Form besonders häufig in den verschiedensten Maschinen, Apparate usw. eingebaut werden. Der Vorteil bei der Verwendung von Maschinenelementen ist, dass ihre Eigenschaften gut erforscht sind und daher auf zuverlässige Komponenten zurückgegriffen werden kann. Bestimmte Maschinenelemente (z.b. Schrauben, Zylinderstifte, Passfedern, Dichtungen) sind in nahezu allen Eigenschaften nach Norm definiert und somit problemlos austauschbar. Durch den Einsatz von Maschinenelementen wird auch das Konstruieren wirtschaftlicher, weil Zeit gespart werden kann und die Komponenten in der Regel günstiger sind als Sonderanfertigungen. Auf diese greift man in den meisten Fällen erst dann zurück, wenn sich die vorhanden Anforderungen nicht mit Standardelementen realisieren lassen. Die folgende Aufstellung enthält Verbindungselemente und andere ausgewählte Maschinenelemente: Verbindungselemente (z.b. Schraubenverbindungen, Federn, Bolzen, Stifte, Niet-, Schweiss-, Löt- und Klebeverbindungen) Lagerungs- und Übertragungselemente (z.b. Gleit- und Wälzlager, Achsen und Wellen, Zahnräder und Getriebe, Riemen- und Kettentriebe) Elemente zur Fortleitung von Flüssigkeiten und Gase (z.b. Rohre und Zubehörteile, Ventile, Schieber und Hähne) In diesem Fachmodul werden ausschliesslich die auf Seite 5 aufgeführten Maschinenelemente vorgestellt. Bei den Zeichnungen handelt es sich um Beispiele zur Veranschaulichung des Textes. Sie sind nur insoweit vollständig, dass sie den beschriebenen Sachverhalt darstellen. Die angegebenen Toleranzwerte sind zum Teil nur beispielhaft gewählt und müssen bedarfsgerecht festgelegt werden. Toleranzen, Abmasse usw. von Maschinenelementen werden den dementsprechenden Katalogen oder Normen entnommen. Alle Zeichnungen wurden mit verschiedenen Programmen (CAD usw.) erstellt. Dadurch können Elemente unterschiedlich dargestellt sein, wie z.b. Mittellinien. Alle nicht tolerierten Masse unterliegen der Norm ISO 2-mK. In diesem Fachmodul wurde die Norm ISO 015 berücksichtigt.

5 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen 5 2. Beispiele von Maschinenelementen Anhand der nachfolgenden Beispiele werden die Grundlagen der Dimensionierung, Oberflächenbeschaffenheit, Tolerierung für den Einbau der unten aufgeführten Maschinenelemente gezeigt. Es werden die Masse, Oberflächenbeschaffenheit, Tolerierung für das vorgestellte Maschinenelement gezeigt mit zusätzlichen weiteren wichtigen Angaben (die Zeichnungen sind grösstenteils nicht massstäblich dargestellt). Rot markierte Grössen in Tabellen usw. beziehen sich auf Beispiele aus den Funktionsskizzen. Sicherungsring DIN 41 O-Ring ISO 301 Rillenkugellager DIN 25 Zahnriemenscheibe Radial-Wellendichtring DIN 30 Passfeder DIN 5 Pendelkugellager DIN 30 Gleitlagerbuchse ISO 354 Sechskantschraube ISO 401 Spannsatz Linearkugellager Nutmutter GUK Keilriemenscheibe Scheibe ISO 03

6 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen Notizen

7 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen 3. Wälzlager 1. Einleitung

8 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen 3. Wälzlager Eine Wälzlagerung umfasst nicht nur die Wälzlager als solches, sondern auch die unmittelbar an die Wälzlager anschliessenden Bauteile wie Achse, Welle und Gehäuse. 3.1 Lagerarten Radiallager (ohne Deckscheibe): Schrägkugellager Rillenkugellager einreihig zweireihig Pendelkugellager Zylinderrollenlager einreihig zweireihig Pendelrollenlager Tonnenrollenlager Nadellager Rillenkugellager mit beidseitigen Deck- oder Dichtscheiben sind auf Lebensdauer (ca. 11 Jahre) geschmiert und wartungsfrei. Beispiel: DIN RS1 Stahlblecharmierte Dichtscheiben aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) auf beiden Seiten DIN RZ Stahlblecharmierte, reibungsarme Dichtscheiben aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) auf beiden Seiten Axiallager: AxialRillenkugellager AxialRillenkugellager einseitig wirkend zweiseitig wirkend Axial-Zylinderrollenlager Axial-Pendelrollenlager

9 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen 3. Wälzlager 3.2 Funktionsskizze «Wälzlagerung» Betriebsverhältnisse für Wälzlager: Beliebige und grosse Belastung Rillenkugellager DIN RS1 Festlager Welle Loslager Innenring ød 1 /d 2 ød 1 /D 2 Gehäuse Aussenring 3.3 Gehäuse Bestimmen der Umfangslast oder Punktlast am Aussenring. feststehendes Gehäuse Punktlast am Aussenring F umlaufende Welle Umfangslast am Innenring umlaufende Spannrolle Umfangslast am Aussenring feststehende Achse Punktlast am Innenring F Anhand der Funktionsskizze besteht Punktlast am Aussenring für die Gehäuselagerung.

10 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen 3. Wälzlager Bestimmen der Nennmasse, Tolerierungen, Form- und Lagetoleranzen, Oberflächenbeschaffenheit gemäss Norm. Wälzlager 205-2RS1: Aussendurchmesser Bohrungsdurchmesser D 1 und D d Durchmesserreihe 0 Durchmesserreihe 2 Durchmesserreihe 3 D Lagerreihen NU NU 2 Lagerreihen NU Bohrungskennzahl Bohrungsdurchmesser Aussendurchmesser Aussendurchmesser Aussendurchmesser 3 3 NU 3 2 Lagerreihen 23 NU Breite B D Breite B D Breite B , 15, 1,5 20, 20, 23, 2 30, ,2 22,2 25,4 30,2 34, 3,5 Toleranzklasse für die gewählte Bohrung ø52, beliebige Belastung gemäss Funktionsskizze (Punktlast für Aussenring): Betriebsverhältnisse Beispiele Toleranzklasse Bemerkungen Ungeteilte Gehäuse Geteilte oder ungeteilte Gehäuse Umfangslast für Aussenring Unbestimmte Lastrichtung Punktlast für Aussenring Grosse Belastungen lagern in dünnwandigen Gehäusen, grosse Stossbelastungen Normale und grosse Belastungen Kleine und veränderliche Belastungen Radnaben mit Rollenlager, Pleuellager Radnaben mit Kugellager, Pleuellager, Kranlaufräder Förderrollen, Riemenspannrollen, Seilrollen Grosse Stossbelastungen Elektrische Fahrmotoren M Grosse und normale Belastungen Normale und kleine Belastungen Beliebige Belastungen Normale und kleine Belastungen bei einfachen Betriebsverhältnissen Eletromotoren, Pumpen, Kurbelwellenhauptlager Mittelgrosse elektrische Maschinen, Pumpen, Kurbelwellenlager Allgemeiner Maschinenbau, Achslager für Schienenfahrzeuge Transmissionen P N M K JS H H Der Aussenring ist nicht verschiebbar. Der Aussenring ist in der Regel nicht verschiebbar. Der Aussenring ist in der Regel verschiebbar. Der Aussenring ist leicht verschiebbar.

11 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen Wälzlager Resultat für Bohrung D 1 und D 2 (SKF): ø52h Anmerkung: = Hüllprinzip Tabelle b Gehäusepassung Gehäuse Bohrungsdurchmesser D + 0 Lager Abmasse der Gehäusebohrung und Passungsspiele Abmass des bei Toleranzfeld Lageraussendurchmesser Dmp H H H H J = über bis ob. unt. Abmasse (Gehäusebohrung) Theoretischen Übermass ()/Lagerluft (+) Wahrscheinliches Übermass ()/Spiel(+) mm µm µm Quelle: SKF Bemassung der Gehäusebohrung: ø52h E ø52h E

12 Normgerechte Bemassung für den Einbau von Maschinenelementen ø 3. Wälzlager Form- und Lagetoleranz gemäss SKF (zulässige Abweichung «Normal»): ød A ødb øda ødb 2 Beispiel: ø1 ø30 Normal P P5 ø-tol.: 0-0,01 ø-tol.: 0-0,00 ø-tol.: 0-0,00 1 Quelle: SKF Erläuterung: 1) Grundtoleranzgrad IT5 mit Nennmass 52 mm Grundtoleranz µm: Bei normalen Anforderungen Bei besonderen Anforderungen hinsichtlich Laufgenauigkeit oder gleichmässiger Abstützung 0,0 A-B IT5/2 IT4/2 A B IT5 IT4 ( µm/2 = ~ µm) D 1 ød 2 ( µm/2 = ~ µm) 0,00 A-B 0,00 A-B ø0,05 C ø0,05 C C 2) Für Lager mit höherer Genauigkeit (P4 usw.) siehe SKF-Katalog «Hochgenauigkeitslager».