2 Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit

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Benjamin Kurzmann
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1 Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Für folgende Zusammenbaubeispiele ist je eine geeignete ISO-Passung zwischen Außenund Innenteil (Bohrung und Welle) für das System Einheitsbohrung (EB) zuwählen: a) eine Lagerbuchse soll ohne nachträgliche Sicherung gegen Verdrehen in eine Gehäusebohrung eingepresst werden; b) ein Zahnrad ist auf eine größere Getriebewelle aufzusetzen, eine Sicherung gegen Verdrehen durch eine Passfeder ist vorgesehen; c) eine Kupplungsnabe soll auf einem Wellenende möglichst fest sitzen, eine zusätzliche Sicherung gegen Verdrehen ist vorgesehen; d) der Zentrieransatz eines Lagerdeckels zur Fixierung des Deckels in einem Gehäuse. Für die nachfolgend aufgeführten Toleranzklassen sind für das Nennmaß N ¼ 110 mm die Grenzabmaße ES und EI bzw. es und ei zu ermitteln und die Toleranzfelder maßstabsgerecht darzustellen: a) H7, H8, H9, H11; b) K5, K6, K7, K8; c) f5, f6, f7, f8; d) m5, m6, m7, m8. Zur Befestigung einer Keilriemenscheibe auf dem Wellenzapfen mit dem Nenndurchmesser d ¼ 50 mm wurde die Passung H7/k6 und zur Verdrehsicherung eine Passfeder nach DIN 6885 vorgesehen. Zu ermitteln bzw. darzustellen sind: a) die Grenzabmaße ei und es für die Welle (Außenmaß), EI und ES für die Bohrung (Innenmaß), b) die Grenzmaße G uw und G ow für die Welle, G ub und G ob für die Bohrung, c) die Grenzpassungen P o und P u sowie die Passtoleranz P T, d) die Lagen der Toleranzfelder T W für die Welle und T B für die Bohrung. Für das Nennmaß N ¼ 30 mm sind für die Bohrung mit der Toleranzklasse H7 die Toleranzfelder bildlich darzustellen für die nach DIN 7154 empfohlenen Toleranzklassen der Welle s6, r6, n6, m6, k6, j6, g6, f7 sowie anzugeben, um welche Paarungsart (Spiel-, Ûbergangs- oder Ûbermaßpassung) es sich jeweils handelt. Für die Befestigung eines Zahnrades aus Einsatzstahl auf der Getriebewelle aus Baustahl mit d ¼ 55 mm ist konstruktiv ein Pressverband vorgesehen. Zur sicheren Ûbertragung der Zahnkräfte wurde rechnerisch die Grenzpassung P o ¼ 93 mm (entspricht dem Mindestübermaß Û u ) und aufgrund der zulässigen Fugenpressung zwischen Zahnrad/Welle die Grenzpassung P u ¼ 142 mm (entspricht dem Höchstübermaß Û o ) errechnet. Zu ermitteln sind: a) die Passtoleranz P T, b) die Bohrungstoleranz T B und die Wellentoleranz T W unter der Annahme, dass T B 0,6 P T ist, c) für das ISO-Passsystem EB eine geeignete Toleranzklasse für die Bohrung, d) die Grenzabmaße für die Welle, e) eine geeignete Toleranzklasse für die Welle. H. Wittel, D. Muhs, D. Jannasch, J. Voßiek, Roloff/Matek Maschinenelemente Aufgabensammlung DOI / _2, Springer Fachmedien Wiesbaden 2014

2 2 Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Der Schaft einer Passschraube soll zur Lagerung einer Seilrolle verwendet werden. Der Schraubenschaft hat einen Durchmesser d ¼ 25k6. Welche ISO-Toleranz ist für die Nabenbohrung vorzusehen, wenn die Passung zwischen Schaft und Nabenbohrung etwa der Spielpassung H8/e8 entsprechen soll? k Für den Einbau eines Ritzels sind zu ermitteln: a) eine geeignete ISO-Passung zwischen Welle und Buchsenbohrung für einen normalen Laufsitz, b) die auf das Nennmaß 30 mm bezogene Maßtoleranz T l für die Nabenlänge l, so dass ein seitliches Mindestspiel S u ¼ 0,2 mm und ein Höchstspiel S o ¼ 0,4 mm eingehalten wird; die normgerechte Maßeintragung ist anzugeben. L=30-0,1 2.8 Für die Lagerung einer Schaltrolle in einem Kontakthebel sind zu ermitteln: a) geeignete ISO-Toleranzen für die Hebelbohrungen und die Rollenbohrung, wenn die Achse aus geschliffenem Rundstahl 1 5h6 in der Rolle festsitzen und in den Hebelbohrungen sich drehen soll; die Passtoleranz ist bildlich darzustellen, b) die auf das Nennmaß N ¼ 10 mm bezogene Maßtoleranz T L für die Gabelweite L, wenn ein seitliches Mindestspiel von S u ¼ 0,2 mm und ein Höchstspiel von S o ¼ 0,4 mm eingehalten werden soll; die normgerechte Maßeintragung ist anzugeben. 10-0,1 h6 2.9 Die auf dem Achszapfen gelagerte Steuerrolle soll durch eine Sicherungsscheibe nach DIN 6799 axial festgelegt werden. Zu ermitteln sind: a) eine geeignete Spielpassung zwischen Laufrollenbuchse und Zapfen, b) das Nennmaß N (ganze Zahl) und die erforderliche Maßtoleranz T a für den Abstand a von der Achsschulter bis zur äußeren Nutkante, wenn das seitliche Spiel S der Buchse ungefähr 0,2...0,5 mm betragen darf; die normgerechte Maßeintragung ist anzugeben, c) die vorzusehende Oberflächenrautiefe für den Wellenzapfen; die normgerechte Zeichnungseintragung ist anzugeben. s=0,9 +0,02 l=16+0,1

3 2 6 2 Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Ein Rillenkugellager 6310 soll auf dem Lagerzapfen mit d ¼ 50k6 durch einen Sicherungsring axial festgelegt werden. Nach DIN 616 hat der Lagerinnenring die Breite b ¼ 27 0,1 mm, der Sicherungsring die Dicke s ¼ 2 0,07 mm. Zu ermitteln sind: a) für den Abstand a von der Wellenschulter bis zum äußeren Nutrand das Nennmaß N und die Maßtoleranz T a, bei der ein seitliches Lagerspiel S von 0 bis höchstens 0,2 mm zugelassen ist; die normgerechte Maßeintragung ist anzugeben. b) welche Maßtoleranz würde sich ergeben für den Fall, dass das seitliche Lagerspiel 0 bis höchstens 0,1 mm betragen darf? c) die für den Wellenzapfen vorzusehende Oberflächenrautiefe; die normgerechte Zeichnungseintragung ist anzugeben. Für die Hebellagerung sind das Nennmaß N und die Maßtoleranz T l für die Schaftlänge l des Bolzens zu ermitteln, wodurch für die Hebelnabe ein seitliches Mindestspiel S u ¼ 0,2 mm und ein Höchstspiel S o ¼ 0,6 mm gewährleistet sind; die normgerechte Maßeintragung ist anzugeben. b=16-0,1 b=27-0,1 t=10+0,2 s=2-0, Eine Passschraube mit der Schaftlänge L ¼ 50 þ 0,1/0 mm soll zur Lagerung einer Seilrolle verwendet werden. Für die Nabenlänge l sind das Nennmaß N und die Maßtoleranz T l zu ermitteln für ein seitliches Spiel S von 0,2...0,6 mm; die normgerechte Maßeintragung ist anzugeben. 25k6 s=5+0, Ein ölgeschmiertes Lager ist durch eine Dichtungsscheibe zwischen Lagerdeckel und Gehäuse abzudichten. Der Dichtring mit der (Nenn-)Dicke s ¼ 2,4 mm kann bis auf s 0 ¼ 1,9 mm zusammengepresst werden. Für die Länge l des Zentrieransatzes des Deckels sind das Nennmaß N und die Maßtoleranz T l zu ermitteln, so dass eine gepresste Ringdicke zwischen 1,9 mm und 2,3 mm eingehalten wird; die normgerechte Maßeintragung ist anzugeben. 50+0,1/ 0 t=23 +0,1 0 b=18-0,1

4 2 Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Die radiale Pressung eines Dichtringes mit dem Profildurchmesser d l ¼ 7 0,25 mm soll, um ausreichend abzudichten, wenigstens 10%, zur Vermeidung übermäßiger Beanspruchung aber höchstens 20 % des Profildurchmessers betragen. Zu berechnen sind das Nennmaß N der Eindrehung D und die Maßtoleranz T D, bei der die Mindestpressung d min nicht unter-, die Höchstpressung d max nicht überschritten wird. f Ein Winkelhebel führt um eine Achse Pendelbewegungen aus und soll durch Nadeln gelagert werden. Die Hebelbohrung wird mit D ¼ 50H7 ausgeführt. Die vorgesehenen Nadeln haben einen Durchmesser von d ¼ 5 0,01 mm. Für ein günstiges Radialspiel S der Nadeln zwischen Welle und Bohrung von 0,05...0,12 mm sind das Nennmaß N und die etwa entsprechende ISO-Toleranzklasse für die Welle zu ermitteln. D=50H7 d=5+0/-0, Das Höchst- und Mindestmaß der Bohrung d l in der Lasche A sind zu ermitteln, damit diese mit einem Spiel von S u ¼ 0 (Mindestspiel) bis S o ¼ 0,08 mm (Höchstspiel) auf die Platte B mit den Zylinderstiften d ¼ 10m6 gesetzt werden kann. Es ist festzustellen, ob diese Bedingung mit einer ISO-Toleranzklasse erfüllt werden kann. a=50+0,01 10m Eine Klemmleiste soll mit 2 Zylinderschrauben M4 auf einer Grundplatte befestigt werden. Für die Lochabstände a sind für Leiste und Grundplatte gleichgroße Maßtoleranzen anzugeben. Die normgerechte Maßeintragung ist anzugeben. d

5 2 8 2 Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit 2.18 Welchen Höchst- und Mindestdurchmesser d müssen die Aufnahmestifte einer Bohrvorrichtung haben, damit die Kettenlaschen zum Bohren der Löcher A (zur Befestigung von Mitnehmern) in der Vorrichtung ein Spiel von S u ¼ 0 bis S o ¼ 0,3 mm haben? a=120+0,05 16H8

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