Prof. Dipl.-Ing. E. Hemmerling. 7., neubearbeitete und erweiterte Auflage Mit 346 Bildern und 8 Tafeln mit weiteren 101 Bildern

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Stephan Lang
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1 Köhler/Rögnitz Maschinenteile Teill Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. J. Pokorny Bearbeitet von Prof. Dipl.-Ing. H.-D. Haage Prof. Dipl.-Ing. L. Hagele Prof. Dipl.-Ing. E. Hemmerling Prof. Dr.-Ing. J. Pokorny Prof. Dipl.-Ing. U. Zelder 7., neubearbeitete und erweiterte Auflage Mit 346 Bildern und 8 Tafeln mit weiteren 101 Bildern Beilage: Arbeitsblätter mit 28 Bildern und 184 Tafeln mit weiteren 204 Bildern B. G. Teubner Stuttgart 1986

2 Inhalt 1 Einführung in das Konstruieren und Gestalten von Maschinenteilen (Pokorny) 1.1 Allgemeine Gesichtspunkte für das Konstruieren Grundlagen der Gestaltung Werkstoffe 17 Literatur 25 2 Grundlagen der Festigkeitsberechnung (Pokorny) 2.1 Spannungszustand und Beanspruchungsarten Festigkeitshypothesen Grenzspannungen Ermitteln unbekannter Kräfte und Momente (Freimachen von Bauteilen). 53 Literatur 62 3 Normen (Pokorny) 3.1 Normzahlen Toleranzen und Passungen Technische Oberflächen 74 Literatur 77 4 Nietverbindungen (Zelder) 4.1 Werkstoffe für Bauteile und Niete Herstellung von Nietverbindungen, Nietformen, Nahtformen Setzkopf, Schaft, Schließkopf Warmnietung Kaltnietung Nahtformen Berechnungsgrundlagen Berechnen von Nietverbindungen im Stahlbau Nietverbindungen im Leichtmetallbau 94 Literatur 97 5 Stoffschlüssige Verbindungen (Hagele) 5.1 Schweißverbindungen Technologie des Schweißens Bezeichnung von Schweißnähten Gestalten von Schweißteilen 105

3 Inhalt VII Nennspannungen Zulässige Spannungen und Spannungsnachweis Berechnungsbeispiele 128 Literatur Lötverbindungen Technologie des Lötens Berechnen und Gestalten 139 Literatur Klebverbindungen Klebstoffe und Verfahren Berechnen und Gestalten 146 Literatur Reib- und formschlüssige Verbindungen (Pokorny) 6.1 Reibschlüssige Verbindungen Reibungsschluß Klemmverbindung Kegelverbindung Spannverbindung Preßverbindung Gestalten und Fertigen Keilverbindung 176 Literatur Formschlüssige Verbindungen Sicherungen gegen axiales Verschieben Paßfederverbindungen Profilwellen-Verbindungen Bolzen- und Stiftverbindungen Schraubenverbindungen (Haage) 7.1 Allgemeines Gewindenormen Gewindetolerierung Schraubenwerkstoffe Schrauben- und Mutternarten Kräfte in der Schrauben Verbindung Kräfte im Gewinde Anziehdrehmoment Verspannungsschaubild Elastische Nachgiebigkeit Krafteinleitung Setzen der Schraubenverbindung Selbsttätiges Lösen 209

4 VIII Inhalt 7.3 Berechnen von Schrauben Bemessungsgrundlagen Rechnungsgang Berechnen im Stahlbau Berechnen im Druckbehälterbau Bewegungsschrauben Ausführungen von Schraubenverbindungen Gestaltung von Gewindeteilen Gestaltung von Schraubenverbindungen Berechnungsbeispiele 226 Literatur Federn (Pokorny) 8.1 Allgemeine Berechnungsgrundlagen Bemessen und Gestalten der verschiedenen Bauformen Metallfedern Gummifedern 255 Literatur Rohrleitungen und Armaturen (Hemmerling) 9.1 Aufgabe und Darstellung von Rohrleitungen Rohre Berechnen von Rohrleitungen Rohrnormen Berechnungsbeispiel Rohrverbindungen Schweißverbindung Schraubverbindung für Gewinderohre Muffenverbindung Flanschverbindung Verschraubung Rohrleitungsschalter (Armaturen) Hahn Ventil Schieber Klappe 284 Literatur Dichtungen (Pokorny) 10.1 Aufgabe und Einteilung Dichtungen an ruhenden Maschinenteilen Unlösbare und bedingt lösbare Berührungsdichtungen Lösbare Berührungsdichtungen 287

5 Inhalt IX 10.3 Berührungsdichtungen an bewegten Maschinenteilen Packungen Selbsttätige Berührungsdichtungen Berührungsfreie Dichtungen Strömungsdichtungen Dichtungen mit Flüssigkeitssperrung Berührungsfreie Schutzdichtungen Membrandichtungen 311 Literatur 312 Sachverzeichnis 313 Beilage Arbeitsblatt 1: Werkstoffe A 1 Arbeitsblatt 2: Grundlagen der Festigkeitsberechnung A 8 Arbeitsblatt 3: Normzahlen, Passungen, Oberflächen A 15 Arbeitsblatt 4: Nietverbindungen A 27 Arbeitsblatt 5: Schweißverbindungen, Lötverbindungen, Klebverbindungen.. A 32 Arbeitsblatt 6: Reib- und formschlüssige Verbindungen A 57 Arbeitsblatt 7: Schrauben A 78 Arbeitsblatt 8: Federn A 97 Arbeitsblatt 9: Rohrleitungen und Armaturen AHO Arbeitsblatt 10: Dichtungen A 115 Hinweise auf die Benutzung des Werkes 1. Wo nicht ausdrücklich anders bemerkt, werden Größengleichungen geschrieben (s. DIN 1313). In diesen Gleichungen bedeuten die Formelzeichen physikalische Größen, also jeweils ein Produkt aus Zahlenwert (Maßzahl) und Einheit. Hin und wieder werden Zahlenwertgleichungen benutzt. In solchen Gleichungen sind die Formelzeichen als Zahlen werte definiert, denen jedoch bestimmte Einheiten zugeordnet sind. Zur schnellen Orientierung über die Bedeutung eines Formelzeichens wird auf die den einzelnen Arbeitsblättern vorangestellten Formelzeichenlisten verwiesen. 2. Angaben zum Internationalen Einheitensystem und Umrechnungsbeziehungen: Masse: 1 kp s 2 /m = 9,81 kg Kraft: IN = lkg m/s 2 1 kp = 9,81 kg m/s 2 = 9,81 N «ION Die Gewichtskraft F g, die auf den Körper der Masse m = 1 kg wirkt, beträgt: F g = mg = 1 kg 9,81 m/s 2 = 9,81 N Mechanische Spannung, Flächenpressung: 1 kp/mm 2 = 9,81 N/mm 2 «10 N/mm 2 Druck: lpa = ln/m 2 = l 10-5 bar 1 MPa = 1 N/mm 2 = 1 MN/m 2 = 10 bar «10 kp/cm 2 1 bar = 0,1 MPa = 0,1 N/mm 2 1 at = 1 kp/cm 2 = 9, N/m 2 = 0,981 bar «1 bar

6 X Hinweise für die Benutzung des Werkes Arbeit: 1 J = 1 Nm = 1 Ws 1 kpm = 9,81 Nm «10Nm 1 kcal = 427 kpm = 4186,8 J Leistung: 1 W = 1 J/s = 1 Nm/s 1 kpm/s = 9,81 J/s = 9,81 W 1 PS = 75 kpm/s к 736 W 1 kw = 1,36 PS Trägheitsmoment: 1 kpm s 2 = 9,81 Nm s 2 = 9,81 kg m 2 Magnetische Flußdichte: 1 T (Tesla) = 1 Vs/m 2 = 1 Nm/(m 2 A) Dynamische Viskosität: 1 Pa s = 1 Ns/m 2 = 1 kg/(ms) = 10 3 cp (Centipoise) Kinematische Viskosität: 1 m 2 /s = 1 Pa s m 3 /kg = 10* St = 10 6 cst (Centistokes) 3. Hinweise auf DIN-Normen in diesem Werk entsprechen dem Stande der Normung bei Abschluß des Manuskriptes. Maßgebend sind die jeweils neuesten Ausgaben der Normblätter des DIN Deutsches Institut für Normung e. V. im Format А 4, die durch die Beuth-Verlag GmbH, Berlin und Köln, zu beziehen sind. - Sinngemäß gilt das gleiche für alle in diesem Buche erwähnten amtlichen Bestimmungen, Richtlinien, Verordnungen usw. 4. Bilder, Tafeln und Gleichungen sind abschnittsweise numeriert. Es bedeuten z. В.: 1. Bild 6.1 das 1. Bild im Abschn. 6 - (Abschn.-Nr. halbfett, Bild-Nr. mager), Hinweis im Buchtext (6.1); 2. Gleichung (6.2) die 2. Gleichung im Abschn. 6 - (Abschn.-Nr. und Gl.-Nr. mager), Hinweis im Text Gl. (6.2); 3. Tafel А 5.3 die 3. Tafel im Arbeitsblatt А 5; 4. Tafel 7.1 die 1. Tafel im Buchtext Abschn Bild А8.5 das 5. Bild im Arbeitsblatt А 8. Bilder einschließlich der Tafeln А8.- sind fortlaufend numeriert. Hinweis im Buchtext А 8.5. Griechisches Alphabet (DIN 1453) А а В ß Г у А Ö Е е z С a Alpha Ъ Beta д Gamma d Delta ё Epsilon z Zeta H n e Eta в 9 th Theta I i j Jota К x k Kappa Л X / Lambda M fi m Mü N v 2 О о П n P Q I с n Nu x Ksi ö Omikron p Pi r Rho 5 Sigma T x Y v Ф cp x г Ч> ф Q со t Tau ü Ypsilon ph Phi ch Chi ps Psi 5 Omega

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