nhaltsverzeichnis A Kopiervorlagen Allgemeine Grundlagen.... Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit.............. Festigkeit und zulässige Spannung Klebeverbindungen....... Lötverbindungen......... Schweißverbindungen...... Nietverbindungen.......... Schraubverbindungen.......... Bolzenverbindungen.......... 2 3 4 5 6 7 8 9 Elastische Federn............. Achsen, Wellen-Zapfen........ Elemente zum Verbinden von Wellen und Naben........... Kupplungen...... Lager................. Zahnräder und Zahnradgetriebe... Riemengetriebe........... Kettentriebe............. Rohrleitungen......... 10 11 12 13 14 15 16 17 18 B Projektaufgaben Seite 1 Fußlager für Hydraulikzylinder................................. 1 2 Auslegung einer Drucklufterzeugungsanlage............................. 8 3 Antrieb einer Seiltrommel.............................. 17 4 Antrieb eines Maschinenschlittens.................................... 26 5 Stirnradgetriebe in koaxialer Ausführung................................ 38 C Programmsammlung 14 Berechnungsprogramme auf einer 5 1;' 4 "-Diskette mit nstallationshinweisen Das in diesem Buch enthaltene Programm-Material ist mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Die Autoren übernehmen infolgedessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieses Programm-Materials oder Teilen davon entsteht. Alle Rechte vorbehalten Springer Fachmedien Wiesbaden 1993 Ursprünglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, Braunschwieg/Wiesbaden 1993. Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. jede Verwertung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf deshalb der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Umschlaggestaltung : Klaus Birk, Wiesbaden Gedruckt auf säurefreiem Papier S B N 9 7 8-3 - 6 6 3-1 6 3 2 4-4 S B N 9 7 8-3 - 6 6 3-1 6 3 2 3-7 ( e B o o k ) D O 1 0. 1 0 0 7 / 9 7 8-3 - 6 6 3-1 6 3 2 3-7
nhaltsverzeichnis: Kopiervorlagen Allgemeine Grundlagen Anwendung der Normzahlen.............. 1-1 Normzahlen nach DN 323............... 1-2 Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Lage der Toleranzfelder.... Toleranz- und Paßfelder.... SO-Paßsysteme.... Oberflächenschnitte.... Festlegung der Rauhtiefe Rz.... Festigkeit und zulässige Spannung Ablaufplan Festigkeitsnachweis.... Zeitlicher Verlauf der Beanspruchung.... Kenngrößen des Schwingspiels.... Spannungs-Dehnungs-Verhalten.... Art der Schwingfestigkeit.... Dauerfestigkeitsschaubilder.... Dauerfestigkeitsschaubild.... Gestaltfestigkeit.... Dauerfestigkeitsschaubild.... Diagramm für Betriebsfaktoren.... Kerbwirkungszahlen.... Klebverbindungen Kräfte in der Klebverbindung.... Spannungsverlauf in der Klebstoffschicht.... Beanspruchungsfälle.... Lötverbindungen Lötgerechte Gestaltung Lötgerechte Gestaltung Lötgerechte Gestaltung Schweißverbindungen Schweißbarkeit eines Bauteils.... Spannungsverteilung bei Kehlnähten.... Gestaltungsbeispiele.... Zugstäbe.... Rechnerische Schweißnahtlängen.... Kennzeichnung der Schweißnahtspannungen... Druckbehälter.... Gewölbte Böden.... Geschweißter Wellenzapfen.... Schweißverbindungen.... 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-1 1 4-1 4-2 4-3 5-1 5-2 5-3 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 6-9 6-10 Zulässige Spannungen Zulässige Spannungen i e t v e r b i n d u n g e n 6-11 6-12 Uberlappungs- und Laschennieten........... 7-1 Beanspruchung....................... 7-2 Schraubenverbindungen Elemente einer Dehnschraube.............. 8-1 Vorgespannte Schraubenverbindung......... 8-2 Krafteinleitung........................ 8-3 Krafteinleitung........................ 8-4 Vorspannungsschaubild.................. 8-5 Lastverteilung......................... 8-6 Gestaltung der Kopf- und Mutterauflagefläche... 8-7 Gestaltungsrichtlinien für Balken- und Flanschverbindungen................... 8-8 Bolzenverbindungen Kraftwirkungen am Bolzen................ 9-1 Einbaufälle.......................... 9-2 Kräfte an Stiftverbindungen............... 9-3 Elastische Federn Kennlinienarten... 1 0-1 Geschichtete Blattfedern... 10-2 D f f i h... d f f i 1 3 Kennlinienverlauf... 10-4 Feder- und Spannungskennlinie... 10-5 Schraubendruckfeder... 10-6 Gummifederelemente... 10-7 Anwendungsbeispiele... 10-8 Achsen, Wellen-Zapfen Ablaufplan Achsen und Wellen... 1 1-1 F q-, M- und T-Verlauf... 1 1-2 Lagerkräfte und Biegemomente... 1 1-3 Lagerkräfte und Biegemomente... 1 1-4 Elemente zum Verbinden von Wellen und Naben Paßfederverbindung... 1 2-1 Keilwellenverbindung... 1 2-2 Preßverbände... 1 2-3 Spannungsverlauf im Preßverband... 1 2-4 Vom Preßverband zu übertragende Kräfte... 12-5
Kegelverbindungen... 12-6 Entwicklung des Kegel-Spannelementes... 1 2-7 Kräfte in der Spannverbindung... 12-8 Kupplungen Systematische Einteilung... 1 3-1 Systematische Einteilung... 13-2 Betriebsverhalten... 1 3-3 Schaltvorgang... 1 3-4 Versatz nachgiebiger Kupplungen... 1 3-5 Balligzahn-Kupplung... 1 3-6 Kardanfehler an Kreuzgelenken... 1 3-7 Kreuzgelenkwellen... 1 3-8 Asynchron-Schaltkupplungen... 1 3-9 Klemmfreilaufkupplungen... 1 3-1 0 Lager Prinzip der Gleit- und Wälzlager... 14-1 Aufbau der Wälzlager... 14-2 Kugel- und Zylinderrollenlager... 14-3 Nadel-, Kegelrollen, Tonnen- und Pendelrollenlager... 14-4 Schrägkugellagern... 14-5 Wälzlagern auf Wellen und Achsen... 14-6 Nicht schleifende Dichtungen... 14-7 Schleifende Dichtungen... 14-8 Wälzlagerungen - Einbaubeispiele... 14-9 Wälzlagerungen - Einbaubeispiele... 14-1 0 Wälzlagerungen - Einbaubeispiele... 14-1 1 Berechnung der Wälzlager... 14-1 2 Gleitlagerungen-HydrodynamischeSchmierung 14-13 Schmierfilmausbildung... 14-14 Reibungskurven von Gleitlagern... 14-15 Viskositäts-Temperatur-Diagramm... 14-16 Zahnräder und Zahnradgetriebe Eingriffstellungen und Umfangsgeschwindigkeiten... 15-1 Zykloiden... 1 5-2 Zykloidenverzahnung... 15-3 Evolventenverzahnung... 15-4 Benennung am außenverzahnten Stirnrad... 15-5 Entstehung des Unterschnitts... 15-6 Außenverzahnte Geradstirnradpaare... 15-7 Außenverzahnung eine Nuii-Radpaares... 15-8 Summe der Profilverschiebungsfaktoren... 15-9 Geometrie der Schrägstirnräder... 15-1 0 Geometrie der Schrägstirnräder... 15-1 1 Geometrie der Schrägstirnräder... 15-12 Kraftverhältnisse...... 15-1 3 Kräfte am Schräg-Stirnradpaar... 15-14 Tragfähigkeitsberechnung (Stirnräder)... 15-15 Geometrie der Kegelräder... 15-16 Geradeverzahntes Kegelradpaar... 15-17 Schneckengetriebe... 1 5-1 8 Kräfte an der Schnecke... 15-19 Riemengetriebe Vorspannmöglichkeiten... 16-1 Einsatzbereiche der Zugmittel... 16-2 Keilriemen... 16-3 Flachriementriebe... 1 6-4 Synchroflex-Zahnriemen... 16-5 Keilriementriebe... 16-6 Keilriemen... 16-7 Flachriementriebe... 16-8 Kettentriebe Ungleichfärmigkeit der Kettengeschwindigkeit... 17-1 Rollenkettentriebe... 1 7-2 Rollenketten... 1 7-3 Rohrleitungen Rohrverbindungen... 1 8-1 Rohrreibungszahl ')..,... 18-2
Allgemeine Grundlagen Anwendung der Normzahlen Getriebebaureihe (Werkbild Flender).::Ce:. 10 8 6,3 5 4 3,15-2 1:::)) -..::c 2,5 -.J 1,6 1:::)) 1,25 1 "" lf TTf:=v mifp=1 v o r h m o m e n ä n g e f "' V '/ ""' V fana =P i'!!,rehzahl n ""' "' mifp= - 1 "" "' 1,25 1,6 2 2,5 3,15 4 5 6,3 8 10 Beziehungen im NZ-Diagramm L ROLOFFJMATEK Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft MBH, 1993 1 1
Allgetneine Grundlagen Normzahlen nach DN 323 Hauptwerte Rundwerte nahe Grundreihen Rundwertreihen liegende R5 R10 R20 R40 R"5 R'10 R"10 R'20 R"20 R'40 Werte 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,06 1,05 1,12 1,12 1,10 1,10 1,10 1,18 1,20 1,25 1,25 1,25 1,25 (1,20) 1,25 (1,20) 1,25 v; 1,32 1,30 1,40 1,40 1,40 1,40 1,40 n 1,50 1,50 1,60 1,60 1,60 1,60 (1,50) 1,60 (1,50) 1,60 1,60 1,60 v; 1,70 1,70 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,90 1,90 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,12 2,10 2,24 2,24 2,20 2,20 2,20 2,36 2,40 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 mm "'25 2,65 2,60 nch 2,80 2,80 2,80 2,80 2,80 3,00 3,00 3,15 3,15 3,15 3,20 (3,00) 3,20 (3,00) 3,20 n,vo 3,35 3,40 3,55 3,55 3,60 (3,50) 3,60 3,75 3,80 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00.!!.=0,4 4,25 4,20 8 4,50 4,50 4,50 4,50 4,50 4,75 4,80 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,30 5,30 5,60 5,60 5,60 (5,50) 5,60 6,00 6,00 6,30 6,30 6,30 6,30 (6,00) 6,30 (6,00) 6,30 (6,00) 6,30 27t 6,70 6,70 7,10 7,10 7,10 (7,00) 7,10 7,50 7,50 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 " ' 0, 8 8,50 8,50 4 9,00 9,00 9,00 9,00 9,00 9,50 9,50 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 10,00 1t2, g ROLOFF/MATEK Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft MBH, 1993 1-2
Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Lage der Toleranzfelder Lage der Toleranzfelder AufJenmafJe {Wellen)... :::!.... - ' - - _ : _-. : _._ - -_ ::1 0 m ROLOFF/MATEK Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft MBH, 1993 2 1
Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Toleranz- und Paßtoleranzfelder 0 nnenpaßfläche Tr (Bohrung) D Außenpaßfläche (Welle) Lage der Toleranzfelder N u / l i n i e Passung 7r 6r Spielpaarungen S r 4 r Pa Po Pa = Höchstpassung = Mindestpassung r-pa Pa Pu O r - - - - - --4- -4- - - -- - - - - - -2 - Pu -3 - f'u Pu Po Pa -4 - Übergangspaarungen Übermaßpaarungen -1- -5- Mögliche Lagen von Paßtoleranzfeldern Pu ROLOFF/MATEK Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft MBH, 1993 2 2
Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Schematische Darstellung der SO-Paßsysteme Spiel Überman System Einheitsbohrung Spiel oder Überman Spiel,---A-----... Überman System Einheitswelle Nu/linie es =0 (Aow) Passungsauswahl für das System EB, dargestellt für das Nennmaß N = 50 mm Spiel oder Überman + 1.Q t:l c:: "' 'l> J.l.m 80 60 40 20 0-20 -40-60 -80-100 - 120-140 s6 r6 n6 m6 k6 j6 h6 g6 fl h9 43..ß. '34 39 v3k 25 25 f i 9. ( 1:.<9,'< ' OOC 2 9 - -16 f=25 =25-25 ;///: -50 :.50 /// - 62 fl eb j e r 1 m. a Übergangs- Spielpaarun g paarung paarung d9 d9 f <:> '-"1 " <: --. 0-80 c:: t:l E c:: c:: -742 ROLOFF/MATEK Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft MBH, 1993 2 3
Toleranzen, Passungen, Oberflächenbeschaffenheit Oberflächenschnitte 8 Profil T angenfialschni fflinien Senkrechtschnitt 0 Tangentialebene Schnittebene parallel zur Tangentialebene Bestimmungsgrößen von Oberflächen Darstellung der Rauhtiefe Rmax und des Mittenrauhwertes R 3 -h GesamtmefJsfrecke m Ermittlung der gemittelten Rauhtiefe Rz GesamtmefJsfrecke m lm/5 Welligkeit GesamtmefJsfrecke lmw ROLOFF/MATEK Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft MBH, 1993 2-4