Maschinenelemente 1. Festigkeit, Wellen, Verbindungen, Berthold Schlecht. Federn, Kupplungen. 2., aktualisierte Auflage

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1 Maschinenelemente 1 Festigkeit, Wellen, Verbindungen, Federn, Kupplungen 2, aktualisierte Auflage Berthold Schlecht

2 : Scheren rmmimmmmmm:b tmmm+m^m^mcm mmmmmmmmm a^oy'r, ^^^m^^/^m^ "MiM Inhaltsverzeichnis Zum Geleit 15 Vorwort zur 2 aktualisierten Auflage 17 Kapitel 1 Maschinenelemente und Konstruktion Formulierung der konstruktiven Aufgabe Ausgewählte Beispiele technischer Systeme Versagensursachen von Maschinenelementen Berechnung von Beanspruchung und Beanspruchbarkeit Lastannahmen bei dynamischer Beanspruchung (Schwingbeanspruchung) Lastannahmen bei statischer Beanspruchung (Maximalbeanspruchung) Wirtschaftliche Bedeutung der Konstruktion und Methodisches Konstruieren Literatur 48 Kapitel 2 Normen, Toleranzen, Passungen und Oberflächen Normen, Richtlinien und Standards 23 Normzahlen 24 Toleranzen und Abweichungen Maßtoleranzen 242 Formund Lagetoleranzen Allgemeintoleranzen Tolerierungsgrundsätze Passungen System Einheitsbohrung (EB) System Einheitswelle (EW) Beispiele zur Passungsauswahl Oberflächen technischer Körper Literatur Kapitel 3 Grundlagen der Festigkeitslehre Gang und Schema einer Festigkeitsberechnung Ermittlung von Lasten und Beanspruchungen Linearelastisches Werkstoffverhalten Normalspannungen in Bauteilen Zug, Druck und Biegung Normalspannungen zwischen Flächen Flächenpressung Hertzsche Pressung Schubspannungen aus Querkräften 86 und Schub 114

3 Kerbwirkung, Torsion 336 Schubspannungen aus Drehmomenten 116 >: 337 Knickspannungen Wärmespannungen Eigenspannungen Behandlung zusammengesetzter Beanspruchungen Der lineare oder einachsige Spannungszustand Der ebene oder zweiachsige Spannungszustand Der räumliche oder dreiachsige Spannungszustand Festigkeitshypothesen bei zusammengesetzter Beanspruchung 35 Ermittlung der Beanspruchbarkeit Beanspruchbarkeit bei statischer Belastung Beanspruchbarkeit bei dynamischer Belastung Festigkeitsmindernde Einflüsse Größeneinfluss Oberflächen und 361 Die Kerbformzahlen cca und cct Die Kerbwirkungszahlen ßa und ßT Oberflächen und Größeneinfluss Weitere schwingfestigkeitsmindernde Einflüsse Festigkeitsberechnung Vergleich von Beanspruchung und Beanspruchbarkeit 371 Statischer Festigkeitsnachweis Dauerfestigkeitsnachweis Kritische Anmerkungen zur Sicherheitszahl Betriebsfestigkeitsnachweis Zulässige Flächenpressung und Hertzsche Pressung Festigkeitsnachweis nach FKMRichtlinie Statischer Festigkeitsnachweis Ermüdungsfestigkeitsnachweis Kerbformzahlen und Kerbwirkungszahlen Werkstofftabellen 385 FATBauteilklassen 39 Festigkeitsnachweise in Normen und Richtlinien Literatur Kapitel 4 Kleben Funktion und Wirkung Adhäsion und Kohäsion Herstellen von Klebverbindungen Einteilung der Klebstoffe 432 Klebtechnik und Oberflächenvorbehandlung Gestaltung von Klebverbindungen Festigkeit von Klebverbindungen Berechnung der Beanspruchung in einer einschnittigen Verbindung Berechnung der Beanspruchung in Rund Verbindungen und WelleNabeVerbindungen Beanspruchbarkeit einer Klebverbindung Einflüsse auf die Festigkeit Literatur

4 Kapitel 5 Löten Funktion und Wirkung Herstellen und Prüfen von Lötverbindungen Lötverfahren Lotarten und Flussmittel Gestaltung von Lötverbindungen Festigkeit von Lötverbindungen Berechnung der Beanspruchung in einer Lötverbindung Beanspruchbarkeit einer Lötverbindung Literatur 437 Kapitel 6 Nieten Funktion und Wirkung Nietformen und Werkstoffe Herstellung einer Nietverbindung Verbindungsarten und Schnittigkeit Gestaltung von Nietverbindungen Maschinenund Gerätebau Stahl und Kranbau Leichtbau, Fahrzeug und Flugzeugbau Korrosionsschutz Festigkeit von Nietverbindungen Kräfte in Nietverbindungen Berechnung der Beanspruchungen in Nietverbindungen Beanspruchbarkeit einer Nietverbindung Literatur 462 Kapitel 7 Schweißen Funktion und Wirkung Herstellen und Prüfen von Schweißverbindungen Schweißverfahren Schweißeignung der Werkstoffe Schweißpositionen Stoßund Nahtarten sowie Nahtformen beim Schmelzschweißen Stoß und Nahtarten sowie Nahtformen beim Pressschweißen Gütesicherung von Schweißnähten Gestaltung von Schweißverbindungen Allgemeine Gestaltungsregeln Gestaltungsregeln im Stahlhoch, Kran und Brückenbau Gestaltungsregeln im Kessel und Druckbehälterbau Gestaltungsregeln für Pressschweißverbindungen 503 WMi

5 '' ",, * ' 597 ' " * INHALTSVERZEICHNIS 75 Festigkeit von Schweißverbindungen Festigkeitsnachweis im allgemeinen Maschinenbau Festigkeitsnachweis nach der alten DIN Festigkeitsnachweis von Pressschweißverbindungen Literatur 533 J;i* Kapitel 8 Schrauben und Schraubenverbindungen ~ 82 Funktion und Wirkung 541 ; 821 Gewindearten und Gewindebezeichnungen Schrauben und Mutternwerkstoffe sowie Herstellung Grundformen von Schrauben, Muttern und Sicherungen 550?3> t?:wj 83 Kräfte und Momente im Gewinde Gestaltung und Beanspruchung von Schraubenverbindungen Gestaltung der Gewindeteile 562 <;V;3g,' 842 Gestaltung der Schraubenverbindungen 564 " 843 Grundlagen zur Berechnung von Schraubenverbindungen 570 * 844 Kräfte und Verformungen bei statischer Betriebskraft als Längskraft Kräfte und Verformungen bei dynamischer Betriebskraft 3 als «j Längskraft Einfluss '; der Krafteinleitung in die Verbindung Kräfte 1 und Verformungen bei Verwendung von Dehnschrauben Setzen der Verbindung 580 s 849 Kräfte und Verformungen bei statischer oder /* dynamischer Querkraft Sichern von Schraubenverbindungen 588 \$ 1 85 : Montage von Schraubenverbindungen ' 590 '"''* >3 851 Streuung der Montagevorspannkraft beim Anziehen fi,:s ' * T ' '''' 852 Kräfte und Momente beim Anziehen und Lösen Festigkeit von Schraubenverbindungen 595 j 861 Grundsätzliche Vorgehensweise bei der Berechnung 596 \J 862 Überschlägige Schraubenberechnung nach VDI J 863 Schraubenauswahl und Beanspruchbarkeit im Maschinenbau i "1 ( 864 Einhaltung der maximal zulässigen Schraubenkraft Einhaltung der maximal zulässigen * Dauerschwingbeanspruchung j Einhaltung der Flächenpressung an der Schraubenkopf und <i Mutterauflagefläche sowie im Gewinde Beanspruchbarkeit von Schrauben im Kran und Stahlbau 607 "II ; ' 868 Konstruktive Maßnahmen zur Steigerung der Dauerfestigkeit Bewegungsschrauben und Spindeln 611 'tfll 871 Kinematik der Bewegungsschraube 613 rjj 872 Auslegung und Berechnung von Spindel und Mutter Literatur 617 jm g^yj^sy«^^!'"'s^jf

6 105, 923 " Überschlägiger Inhaitsverzeichnts Kapitel 9 Stift, Bolzenverbindungen und Sicherungselemente Funktion und Wirkung Stifte Bauformen, Werkstoffe, Normen und Einsatzbeispiele Bolzen Bauformen, Werkstoffe, Normen und Einsatzbeispiele 630 Sicherungselemente Bauformen, Werkstoffe, Normen und Einsatzbeispiele Beanspruchung von Stift, Bolzenverbindungen sowie Sicherungselementen Stiftverbindungen Bolzenverbindungen Sicherungselemente Festigkeit von Stift, Bolzen Verbindungen sowie Sicherungselementen Beanspruchbarkeit von Stift und Bolzenverbindungen Beanspruchbarkeit von Sicherungselementen 646 Literatur 646 ; Kapitel 10 Federn 649 '* Funktion und Wirkung von Federn 653,'! 1021 Federkennlinie und Federrate Arbeitsvermögen und Wirkungsgrad Nutzungsgrad Dämpfungsvermögen Zusammenschaltung von Federn 660, 1026 Metallische Werkstoffe für Federn Nichtmetallische Werkstoffe für Federn Gestaltung und Beanspruchung von Federn ZugDruckfedern Biegefedern Torsions(Dehnungs)federn Gummifedern Festigkeit von Federn Beanspruchbarkeit von Metallfedern 708 Jfe^^ft^ *"v ' 1042 Beanspruchbarkeit von Gummifedern 715 Literatur 716 Kapitel 11 Wellen und Achsen 719 ni 112 Funktion und Wirkung Bauformen von Wellen und Achsen Werkstoffe, Halbzeuge und Herstellung 113 Gestaltung und Berechnung B eanspruchungs und verformungsgerechte Gestaltung 1132 Angreifende Kräfte und Momente 1133 Entwurfsberechnung 728 von Wellen und Achsen Wellendurchmesser 742

7 INHALTSVERZEICHNIS 114 Festigkeit von Wellen und Achsen 1141 Nachweis der Sicherheit gegen Überschreiten der 744 Dauerfestigkeit Nachweis der Sicherheit im Zeitfestigkeitsbereich unter Verwendung von Lastkollektiven 1143 Nachweis der Sicherheit gegen Überschreiten der Fließgrenze und Gewaltbruch 1144 Nachweis der Einhaltung der zulässigen Flächenpressung Nachweis der Einhaltung der zulässigen Verformung Dynamisches Verhalten von Wellen und Achsen Biegeschwingungen Auswuchten 116 Literatur Kapitel 12 WelleNabeVerbindungen Einleitung, Funktion und Wirkung Formschlüssige WelleNabeVerbindungen Passfedern und Scheibenfedern Keilwellen und Zahn Wellenverbindungen Polygon Wellenverbindungen Stirnzahnverbindung Reibschlüssige WelleNabeVerbindungen Zylindrische Pressverbindungen Konische Press Verbindungen (Kegelpressverbindungen) Gestaltung von Pressverbindungen Klemmverbindungen Vorgespannte Formschlussverbindungen LängskeilVerbindungen Weitere Keilverbindungen Spannelementverbindungen RingkegelSpannelemente, Spannsätze und Schrumpfscheiben Sternscheiben, Druckhülsen und Toleranzringe Hydraulische Spannbuchsen Festigkeitsabfall in WelleNabeVerbindungen Literatur 842 Kapitel 13 Kupplungen und Bremsen Funktion und Wirkung Berechnungsgrundlagen zur Auslegung von Kupplungen und Bremsen Betriebsverhalten von Antriebsmaschine, Kupplung und Arbeitsmaschine Auslegung von nicht schaltbaren Kupplungen Auslegung von schaltbaren Kupplungen Auslegung von mechanischen Bremsen

8 Inhaltsverzeichnis 134 Bauarten von nichtschaltbaren Kupplungen Starre Kupplungen Nachgiebige Wellenkupplungen Bauarten von schaltbaren Kupplungen Fremdbetätigte Kupplungen Selbsttätig schaltende Kupplungen Bauarten von Bremsen Trommelbremsen (Backenbremsen) Scheibenbremsen und Kegelbremsen Literatur 905 Register