Institut für Antriebs- und Fahrzeugtechnik Klausur CAD WS 2013/14 Dr.-Ing. S. Umbach

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Helge Kaufman
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1 Name, Vorname: Unterschrift: Matrikel- Nr.: Klausurbedingungen: Zugelassene Hilfsmittel sind dokumentenechtes Schreibzeug, Lineal, Geodreieck, Zirkel, Radienschablone und Taschenrechner. Die Bearbeitungszeit beträgt 120 Minuten. Ein Täuschungsversuch führt zum Abbruch der Klausur mit "nicht bestanden". Mit hrer Unterschrift bestätigen Sie, dass Sie psychisch und physisch in der Lage sind, an der Klausur teilzunehmen. m Falle einer nachträglichen Erkrankung während der Klausur, ist unverzüglich ein amtsärztliches Attest nachzureichen. Gesamtpunktzahl: 133,5 Punkte Aufgabe 1 (10 Punkte) Ein Nutring wird manuell auf den Außendurchmesser eines Grundkörpers gefügt. Um eine Beschädigung der Bauteile zu vermeiden ist ein Fügespalt notwendig. Für den Fügeprozess ist eine Temperaturveränderung der Bauteile erforderlich. Beide Bauteile sind aus Stahl. Formeln und Daten: Wärmeausdehnungskoeffizient von Stahl: wärmeabhängige Durchmesseränderung: 6 α = / K ΔD = D α Δϑ Hinweis: Nutzen Sie die Passungstabelle auf der letzten Seite a) Geben Sie Passungsart sowie das min. und max. Spiel bzw. Übermaß der Passung an. Die Passungsangaben entnehmen Sie der Skizze. b) Geben Sie an für welche Bauteile Sie welche Art der Temperaturveränderung festlegen. c) Berechnen Sie die notwendige Temperatur ϑ Füge zum Fügen der beiden Bauteile. Um ein leichtes Fügen zu gewährleisten, vergrößern Sie den Fügespalt mit einem Fügezuschlag von 20μm. Die Ausgangstemperatur der Bauteile ist 20 C. Seite 1/9

2 Aufgabe 2 (13 Punkte) Für den dargestellten Kolbenkompressor soll das Fertigungsmaß der Schubstange (L 2 ) mit Toleranzgrenzen bestimmt werden, so dass der Kolben im oberen Totpunkt + 0,7 (maximale Kompression) ein Spiel (Luftspalt) von S = 6 0,6 aufweist. L 1 L 2 S L 1 = 40 L 3 = 20 L 4 = 60 L 5 = 85 0,05-0,05 0,1 0 0,2-0,2 0,2-0,05 L 3 L 4 L 5 a) Stellen Sie die Schließmaßgleichung auf. b) Bestimmen Sie das Nennmaß von L 2? c) Bestimmen Sie die Grenzabmaße von L 2 und geben Sie das Fertigungsmaß an. d) Überprüfen Sie hr Ergebnis mit Hilfe der arithmetischen Schließtoleranz. Seite 2/9

3 Aufgabe 3 (15 Punkte) Finden Sie die zusammen gehörenden Ansichten und tragen Sie die jeweiligen Nummern in die unten stehende Tabelle ein. Vorderansicht Seitenansicht Draufsicht Vorderansicht Seitenansicht Draufsicht Seite 3/9

4 Aufgabe 4 (37 Punkte ) Skizzieren Sie (Bleistift, Freihandskizze) im Maßstab 1:1 eine Welle mit 7 Querschnitten gemäß den in der Tabelle unten vorgegebenen Angaben. Bemaßen Sie die Welle fertigungsgerecht nach Norm. Sonstige Angaben: Alle Kanten (innen und außen) gratfrei mit 0,3mm, sonstige Oberflächen Rz40. Gehen Sie von einer Einzelteilfertigung aus und verwenden Sie die Parallelbemaßung. Beginnen Sie mit Absatz 1 auf der linken Seite an der vorgegebenen Startlinie Eine Hauptansicht reicht insgesamt aus, verwenden Sie zur Darstellung und Bemaßung der Zusatzelemente lokale Schnitte (Ausbrüche). Beachten Sie die zur Positionierung verwendeten Abkürzungen: Pf = Planfläche, vl = von links, vr = von rechts, t= Tiefe Verwenden Sie das beiliegende, mit Aufgabe 4 gekennzeichnete, Karopapier. Absatz Nr. 1 Querschnitt Profil [mm] Oberfläche Ø26h7 Oberfläche Rz6,3 Abmaß L [mm] Toleranz 2 Ø Ø20h7 Oberfläche Rz2,5 Lage des Elements zur Hauptachse 30 Hauptachse 20 0/+0,02 4 Ø Ø20f6 Oberfläche Rz ,2 15mm Achsversatz zur Hauptachse nach unten 35mm Achsversatz zur Hauptachse nach unten 15mm Achsversatz zur Hauptachse nach unten Hauptachse 6 Ø50 10 Hauptachse 7 Kegelstumpf Ø26 / Ø20 Oberfläche Rz25 5 Hauptachse Zusatzelement / Abmessung / Bezugslage 1) Sicherungsringnut / Ø20h11, Breite 4H11 / Abstand Pf, vr, 20+0,01/+0,02 2) Fase l=5mm, Winkel 15 / Pf, vl Zentrierbohrung / Ø6 t=6 Kegelsenkung 60 mit Ø10 / Pf, vl 35mm Versatz der Zentrierbohrungsachse zur Hauptachse nach unten nnenradius / R5 / Pf, vr und vl 4 x Durchgangsbohrung / Gewinde M6 / Pf, vr, TK Ø 40mm Seite 4/9

5 Aufgabe 5 (15 Punkte) Versehen Sie die Zusammenbauzeichnung des Getriebeausschnittes mit Positionsnummern und ergänzen Sie die Stückliste (ohne Angabe der DN-Norm). Verwenden Sie die mit Aufgabe 5 gekennzeichnete Stücklistenvorlage. Seite 5/9

6 Aufgabe 6 (16 Punkte) Stellen Sie das abgebildete Werkstück wie vorgegeben in der Vorderansicht (VS), Seitenansicht von links und der Draufsicht dar. Darstellung im Maßstab 1:1 ohne verdeckte Kanten, ohne Bemaßung aber mit Lichtkanten, Symmetrielinien u. Achsen. Die Zeichnung erstellen Sie mit Bleistift und Zeichengerät. Keine Freihandskizze! Die Startpunkte der Ansichten sind vorgegeben! Verwenden Sie das beiliegende mit Aufgabe 6 gekennzeichnete Karopapier. Seite 6/9

7 Aufgabe 7 (8 Punkte) Für die abgebildeten Materialtraganteilskurven sollen quantitative Oberflächenrauheitsschriebe skizziert werden. Traganteilskurve Rauheitsprofil Schnitttiefe [µm] 0-5 Profilhöhe [µm] Traganteil [%] Messlänge [mm] Schnitttiefe [µm] 0-5 Profilhöhe [µm] Traganteil [%] Messlänge [mm] Seite 7/9

8 Aufgabe 8 (20,5 Punkte) Für die abgebildete Konuswelle sollen die nachfolgenden Form- und Lagetoleranzen angebracht werden. a) Der rechte Zapfen soll eine Zylinderform innerhalb einer Toleranz von 3/100mm aufweisen und soll mit einer Toleranz von 15/100mm konzentrisch zur Achse des Konus gefertigt werden. b) Der Konus auf der linken Seite soll mit einem Steigungswinkel von 20 zur Mittelachse gefertigt werden, hierbei ist eine Winkeltoleranz von 1/10mm einzuhalten. c) Die Durchgangsbohrung auf dem mittleren Querschnitt ist mit einer Toleranz von 1/10mm mittig auf dem Querschnitt (Breite B=10mm) und zentrisch zur Mittelachse zu positionieren. d) Die Planfläche des mittleren Querschnitts (Vorderansicht, rechte Seite) soll mit einer Toleranz von 2/100mm orthogonal (rechtwinklig) zum rechten Zapfen gefertigt werden. e) Seitenansicht von links: Die parallelen Flächen (Schlüsselfläche) des mittleren Querschnitts sind mit einer Toleranz von 1/10mm parallel zueinander zu fertigen und sollen jeweils eine Ebenheit von 4/100mm aufweisen. Seite 8/9

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