Grundlagen der Konstruktion

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1 Grundlagen der Konstruktion Elektronik Elektrotechnik Feinwerktechnik Herausgegeben von Werner Krause 7., stark bearbeitete Auflage mit 348 Bildern und 67 Tabellen Carl Hanser Verlag München Wien

2 Inhaltsverzeichnis 1 Der konstruktive Entwicklungsprozeß Stellung der Konstruktion in der Produktentwicklung Ablauf und Methoden des Konstruierens Rechnerunterstütztes Konstruieren CAD 19 2 Grundlagen der Konstruktionsarbeit Gestalten von Bauteilen Gestaltungsgrundsätze Festlegen der Bauteilgestalt Bauteilform Werkstoff und Herstellung Bauteilzustand Regeln, Prinzipien und Einflüsse Arbeitsschritte beim Gestalten Normzahlen und NormmaQe Toleranzen und Passungen Toleranzen Passungen Maß- und Toleranzketten Maximum-Minimum-Methode Wahrscheinlichkeitstheoretische Methode Toleranz- und passungsgerechtes Gestalten Werkstoffwahl Aufgaben und Lösungen zu Abschnitt Statik und Festigkeitslehre Einführung Statik Kräfte an starren Körpern Ebenes zentrales Kraftsystem Ebenes allgemeines Kraftsystem Kräftepaar und Moment Gleichgewichtsbedingungen Standsicherheit Bestimmung der Auflagergrößen (Auflagerreaktionen) Schnittreaktionen Festigkeitslehre Grundbegriffe 71

3 Inhaltsverzeichnis Ermittlung der Nennspannungen Beanspruchung durch Kräfte Beanspruchung durch Momente Zusammengesetzte Beanspruchung Ermittlung der zulässigen Spannungen Werkstoffkenngrößen Festigkeitsnachweis 3.4 Aufgaben und Lösungen zu Abschnitt Mechanische Verbindungselemente und -verfahren Stoffschlüssige Verbindungen Schweißverbindungen Lötverbindungen Klebverbindungen Kittverbindungen Formschlüssige Verbindungen Nietverbindungen Stift- und Keilverbindungen Feder- und Profil Wellenverbindungen Verbindungen durch Bördeln, Sicken, Falzen, Einrollen, Lappen, Schränken und Blechsteppen Spreizverbindungen Einbettverbindungen Kraftschlüssige Verbindungen Preßverbindungen (Preßverbände) Schraubenverbindungen Klemmverbindungen Elektrische Leitungsverbindungen Funktion und Aufbau Leitungselemente Verbindungselemente und -verfahren Stoffschlüssige Verbindungen Kraftschlüssige Verbindungen Verdrahtungen Klassifikation Kabelverdrahtung Flachverdrahtung Freiverdrahtung Aufgaben und Lösungen zu den Abschnitten 4 und Federn Grundbegriffe, Federkennlinien Federwerkstoffe Berechnung der Einzelfeder Grundlagen

4 Inhaltsverzeichnis Biegefedern Torsionsfedern Federsysteme Reihenschaltung von Federn Parallelschaltung von Federn Tellerfedern Gummifedern Bimetallfedern (Thermobimetalle) Aufgaben und Lösungen zu Abschnitt Achsen und Wellen Beanspruchungen Entwurfsberechnung Überschlägliche Bestimmung des Achsendurchmessers Überschlägliche Bestimmung des Wellendurchmessers Nachrechnung Nachrechnung der vorhandenen Spannungen Nachrechnung der Verformung Schwingungsberechnung Werkstoffwahl und konstruktive Gestaltung Aufgaben und Lösungen zu Abschnitt Lager Gleitlager Gleitreibung Berechnung und Konstruktion der Gleitlager Verschleißlager Hydrodynamische Gleitlager Werkstoffwahl Schmierung ~ Sinterlager Steinlager Spitzenlager Stoßsicherungen Wälzlager Rollreibung Aufbau und Eigenschaften der Wälzlager Ausführungsformen der Wälzlager und ihre Anwendung Miniaturwälzlager Berechnung der Wälzlager Einbau von Wälzlagern Schneidenlager Federlager 203

5 10 Inhaltsverzeichnis 9 Geradfuhrungen Gleitführungen 204) 9.2 Wälzführungen 206; 9.3 Aufgaben und Lösungen zu den Abschnitten 8 und 9 208, 10 Kupplungen Feste Kupplungen Ausgleichskupplungen Schaltkupplungen Schaltbare Kupplungen Selbstschaltende Kupplungen Aufgaben und Lösungen zu Abschnitt Zahnrad- und Zugmittelgetriebe Einteilung der Getriebearten Zahnradgetriebe - Übersicht Einteilung nach der Gestellanordnung der Räder Einteilung nach der Anzahl der Übersetzungsstufen Einteilung nach Lage der Achsen und geometrischer Grundform der Radkörper Zahnräder Grundgesetze der Verzahnung Bezeichnungen und Bestimmungsgrößen an Zahnrädern Profilformen Stirnräder mit Evolventengerad Verzahnung Die Evolvente Bezugsprofil und Verzahnungsgrößen Eingriffsverhältnisse und Profilüberdeckung Herstellung der Zahnräder Unterschnitt und Grenzzähnezahl Profilverschiebung Verzahnungstoleranzen, Getriebepassungen Stirnräder mit Evolventenschrägverzahnung Tragfähigkeitsberechnung Zahnkräfte Entwurfsberechnung Nachrechnung der Zahnfußtragfähigkeit Nachrechnung der Zahnflankentragfähigkeit Berechnung von Kunststoffzahnrädern Werkstoffwahl Konstruktive Gestaltung und Schmierung Bauformen der Zahnradgetriebe Stirnradgetriebe Kegelradgetriebe Schneckengetriebe 255

6 Inhaltsverzeichnis Schraubenstirnradgetriebe Zugmittelgetriebe Zugmittelgetriebe mit Kraftpaarung (Schnur-, Band-, Flachriemenund Keilriemengetriebe) Zugmittelgetriebe mit Formpaarung (Zahnriemen- und Kettengetriebe) Aufgaben und Lösungen zu Abschnitt Literaturverzeichnis 266 Sachwörterverzeichnis 271