Decker Maschinenelemente
Funktion, Gestaltung und Berechnung
- 2024
- Buch
- 21. Auflage
- Verfasst von
- Bernd Kretschmer
- Peter Möhler
- Frank Weidermann
- Reinhard Hackenschmidt
- Karlheinz Kabus
- Bettina Baumgart
- Frank Rieg
- Karl-Heinz Decker
- Stephan Tremmel
- Bettina Alber-Laukant
- Gerhard Engelken
- Verlag
- Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG
Über dieses Buch
Dieses seit Jahrzehnten bewährte Lehrbuch stellt die wichtigsten Maschinenelemente in kompakter und leicht verständlicher Form dar. Damit ist es für Studierende der Ingenieurwissenschaften an Meister- und Technikerschulen, Berufsakademien, Hochschulen und Universitäten gleichermaßen geeignet. Darüber hinaus richtet es sich auch an Ingenieure und Techniker in Ausbildung und Beruf. Jede Gruppe der Maschinenelemente wird in sich geschlossen behandelt, sodass die jeweiligen Gebiete unabhängig voneinander durchgearbeitet werden können. Der Aufbau des Buches gestaltet sich wie folgt: - Nichtlösbare Verbindungen - Lösbare Verbindungen - Drehbewegungselemente - Zahnräder - Hülltriebe - Führungselemente für Flüssigkeiten und Gase Die Bearbeiter legen großen Wert auf die Herleitung der Gleichungen. Wichtige Gleichungen werden optisch hervorgehoben und anhand zahlreicher Berechnungsbeispiele aus der Praxis erläutert. Einzigartig und konzeptionell neuartig sind die Darstellung und praktische Anwendung moderner Berechnungsverfahren wie das Übertragungsverfahren für Träger bzw. Wellen, die Finite-Elemente-Analyse und die Mehrmassen-Torsionsschwingungsberechnung. Die 21. Auflage berücksichtigt den aktuellen Stand der Technik und besticht durch ein neues Layout und eine komplett farbige Ausstattung. Darüber hinaus wurden über 250 Verständnisfragen ergänzt, die bei der Verinnerlichung der wichtigsten Lernziele unterstützen. Der beiliegende Tabellenband, der auch unabhängig vom Lehrbuch eingesetzt werden kann, liefert nützliche Zahlenübersichten und Diagramme. Unter plus.hanser-fachbuch.de stehen über 100 Excel-Berechnungsprogramme und zahlreiche Videos als ergänzende Arbeitsmaterialien bereit. Hinzu kommen die Bayreuther Maschinenelemente-Programme (BayMP), welche die Auslegung wichtiger Maschinenelemente ermöglichen – sei es online, computergestütztoder auf verschiedenen wissenschaftlichen Taschenrechnern. Ein Zugang zur Berechnungssoftware MDESIGN Student rundet den Inhalt ab. Die Einzeltitel von »Decker Maschinenelemente« in der Übersicht: »Decker Maschinenelemente – Funktion, Gestaltung und Berechnung«, 21. Auflage (Buch-ISBN: 978-3-446-47230-3, E-Book-ISBN: 978-3-446-47339-3) »Decker Maschinenelemente – Aufgaben«, 17. Auflage (Buch-ISBN: 978-3-446-47332-4, E-Book-ISBN: 978-3-446-47449-9) »Decker Maschinenelemente – Formeln«, 9. Auflage (Buch-ISBN: 978-3-446-47331-7, E-Book-ISBN: 978-3-446-47450-5)
Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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Grundlagen
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Frontmatter
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1. Konstruktionstechnik
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungBeim rationellen Konstruieren von Produkten haben Normen und andere allgemein anerkannte Richtlinien der Technik eine besondere Bedeutung. Sie sind das Ergebnis der Gemeinschaftsarbeit erfahrener Fachleute, die in den Gremien der deutschen Normungsorganisation, dem Deutschen Institut für Normung e. V. (DIN), und anderer Fachverbände überwiegend ehrenamtlich zusammenwirken. Die von diesen Institutionen herausgegebenen Veröffentlichungen können als Regeln der Technik von jedermann angewendet werden. Sie gelten als Empfehlungen, befreien den Anwender aber nicht von der eigenen Verantwortung. -
2. Werkstoffe
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungDem Konstrukteur stehen heutzutage mehr als 80 000 Werkstoffe zur Bauteilgestaltung zur Verfügung, von denen etwa 40 000 metallisch und 40 000 nichtmetallisch sind [2.2]. Die Festigkeit von Maschinenelementen ist von der Belastung (Einsatz), der Bauteilform (Design), der Herstellung (Verarbeitung) und dem gewählten Material abhängig. Die Vorhersage der Haltbarkeit beruft sich normalerweise auf Berechnungsmethoden und Kennwerte, diese sind aber stark von den vier genannten Faktoren abhängig. -
3. Festigkeitsberechnungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungFür die Einführung in die Festigkeitslehre sollen in diesem Kapitel - soweit sie für die Behandlung der Maschinenelemente wichtig ist - einige Begriffe und Regeln der Technischen Mechanik wiederholt werden, was ein gründliches Studium der Technischen Mechanik und der einschlägigen Lehrbücher selbstverständlich nicht ersetzen kann.
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Nichtlösbare Verbindungen
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Frontmatter
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4. Schmelzschweißverbindungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungVorbemerkung: Schweißen ist neben dem Löten und Kleben das einzige Fertigungsverfahren, das in fast allen Büchern über Maschinenelemente behandelt wird. Eigentlich gehört es auf den ersten Blick nur in Bücher über Fertigungstechnik. Seine Behandlung in diesem Buch resultiert aus der Tatsache, dass die Berechnung von Schweißnähten essenziell für die ganze Konstruktion ist - bei Dreh- und Fräsprozessen gibt es nichts hinsichtlich der Festigkeit zu berechnen! - und dass Schweißkonstruktionen von Schmiede- und Gusskonstruktionen mitunter vollkommen abweichen. Die Schweißnaht ist sozusagen ein Maschinenelement. Schweißen und Schweißprozesse sind heutzutage ein riesiges Wissensgebiet, daher können in diesem Kapitel nur die wesentlichen Grundzüge hinsichtlich Verfahren und Berechnung behandelt werden. Wer sich eingehend mit der Theorie des Schweißens befassen will, sollte [4.1] und [4.2] konsultieren. Wer sich eher für die praktische Anwendung interessiert, dem sei [4.7] empfohlen. Hinweise für den industriellen Einsatz gibt [4.8]. Eine große Auswahl an Büchern und Druckschriften zu allen möglichen Themen rund ums Schweißen bietet der DVS, der Deutsche Verband für Schweißen und verwandte Verfahren. -
5. Pressschweißverbindungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungUnter Pressschweißen versteht man ein Schweißen mit Anwendung von Kraft ohne oder mit Schweißzusatz. Ein örtlich begrenztes Erwärmen ggf. bis zum Schmelzen ermöglicht oder erleichtert das Schweißen. Das Pressschweißen ist in der Technik weit verbreitet, da es im Vergleich zum Schmelzschweißen einen viel geringeren Zeitaufwand erfordert und deshalb besonders für Serienfertigungen geeignet ist. Es kommt aber im Wesentlichen nur zum Verbinden von Teilen in Betracht, die wie Bleche flächig aufeinanderliegen oder wie Bolzen stirnseitig befestigt werden müssen. -
6. Lötverbindungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungLöten ist das Vereinigen von metallischen Werkstoffen (den Fügeteilwerkstoffen) durch schmelzende Zulegestoffe oder Zusätze (Lote), deren Schmelzpunkt unter dem der Fügeteilwerkstoffe (Bauteilwerkstoffe) liegt. Es ist ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen und Beschichten von Werkstoffen. Gelötet werden beispielsweise Stahlrahmen, Kraftfahrzeugkühler, Karosserien, Kleinbehälter, Stahlleichtbauten, Maschinen- und Geräteteile. -
7. Klebverbindungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungUnter Kleben versteht man das Verbinden von Körpern (Fügeteilen als Verbindungspartner) durch Oberflächenhaftung mittels Klebstoff. Klebverbindungen bieten den Vorteil, dass sie wenig Raum und Gewicht erfordern, dass sich die Spannungen an der Verbindungsstelle gleichmäßiger als bei anderen Verbindungen verteilen, dass sie dichthalten, korrosionsbeständig sind und die Werkstoffeigenschaften der Verbindungspartner nicht verändern. Nachteile sind die geringe Festigkeit gegenüber anderen Verbindungsarten (Schweißen, Löten, Nieten) sowie die teilweise schwierige Demontage. Es werden beispielsweise Versteifungen auf Blechwände geklebt, Flugzeugtragflächenholme, Gebläseräder, Lüfterflügel, Brems- und Kupplungsbeläge auf ihre Träger und dergleichen (Bild 7.1). -
8. Nietverbindungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungNietverbindungen sind in vielen Bereichen durch Schweißverbindungen verdrängt worden, weil das Bohren der Löcher und Schlagen der Niete im Allgemeinen einen höheren Arbeitsaufwand erfordert, Schweißteile eine einfachere Gestalt erhalten, leichter sind und nicht durch Löcher geschwächt werden. Vorteilhaft ist jedoch, dass beim Nieten keine ungünstigen Werkstoffbeeinflussungen wie Gefügeumwandlungen stattfinden und kein Verziehen durch Wärmewirkungen auftritt. Ferner lassen sich auch ungleichartige Werkstoffe miteinander verbinden. Deshalb greift man oftmals noch auf die als unbedingt sicher geltenden Nietverbindungen zurück, ganz besonders im Leichtmetallbau. Als Alternative kann oft das Kleben verwendet werden.
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Lösbare Verbindungen
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9. Reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungDas Fügen von Teilen mit einem Pressvorgang schafft dauerhafte und rüttelsichere Verbindungen, die große und schlagartig einsetzende oder wechselnde Kräfte übertragen können. Da sie keine Verbindungselemente wie Passfedern oder Längskeile enthalten, die als Kerben wirkende Nuten benötigen, haben sie eine hohe Gestaltfestigkeit (Betriebsfestigkeit). Sie werden im Getriebe-, Großmaschinen- und Kranbau angewendet, wo es mitunter keine andere Möglichkeit zum Übertragen großer Kräfte bzw. Momente gibt. So werden umlaufende Maschinenteile wie Zahnräder, Laufräder, Turbinenläufer, Gebläseräder, Ankerscheiben und dergleichen auf Achsen oder Wellen gepresst. Auch im Gerätebau und in der Feinwerktechnik bieten sich viele Möglichkeiten zur wirtschaftlichen Anwendung der Pressverbände. In DIN 7190-1 werden Berechnungsgrundlagen und Gestaltungsregeln für zylindrische Pressverbände angegeben. -
10. Befestigungsschrauben
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungSchrauben sind die am meisten verwendeten Elemente zum Verbinden von Bauteilen. Gegenüber Schweiß-, Löt-, Kleb-, Niet- und Pressverbindungen lassen sich die Bauteile zerstörungsfrei lösen und abermals verbinden. So werden Maschinenteile, Maschinen- und Getriebegehäuse, Rohr- und Kupplungsflansche, Lagerkörper und dergleichen miteinander verschraubt. Außer zur Befestigung dienen Schrauben auch zum Einstellen, Messen und Spannen. Schrauben und Muttern und deren Gewinde sind weitgehend genormt. -
11. Bewegungsschrauben
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungBewegungsschrauben werden zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung eingesetzt und als Spindeln bezeichnet. Spindelmuttern führen die Längsbewegung aus oder stehen bei längsbewegter Spindel still. Nachteilig ist die relativ hohe Reibung im Gewinde, die wegen der Wärmeentwicklung im Dauerbetrieb zu Schwierigkeiten führt. Deshalb wurden auch Muttern mit druckölgespeisten Taschen oder Ölnuten in den Spindelflanken ausgeführt. Diese sind jedoch recht teuer. -
12. Formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungWellen tragen Maschinenteile wie Riemenscheiben, Schwung- und Laufräder, Zahn- und Kettenräder, Kupplungen, Hebel und dergleichen. Deren Naben müssen drehfest und meistens auch unverschiebbar befestigt sein. Hierfür gibt es viele Möglichkeiten. Die Auswahl hängt von den zu übertragenden Kräften, von der erforderlichen Genauigkeit der Zentrierung, vom Werkstoff der Maschinenteile und auch von den jeweiligen Fertigungs- und Montagemöglichkeiten sowie von der Wirtschaftlichkeit ab. -
13. Stift- und Bolzenverbindungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungStifte dienen zum Verbinden, Befestigen, Mitnehmen, Halten, Zentrieren, Fixieren, Sichern, Verschließen und dergleichen von Maschinenteilen. Sie sind nur für das Übertragen kleiner, stoßfreier und möglichst nicht wechselnder Drehmomente geeignet. Ihrer Form nach unterscheidet man grundsätzlich zwischen Zylinderstiften (Bild 13.1), Kegelstiften (Bild 13.2) und Kerbstiften (Bild 13.3). Im Bauteil oder in den Bauteilen sitzen sie mit Vorspannung. Kerbstifte besitzen drei eingepresste Längskerben, deren überstehende Wulste sich beim Einschlagen mit hohem Druck gegen die Lochwand legen und das Loch elastisch aufweiten (Bild 13.4). -
14. Federn
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungFedern dienen als elastische Verbindungselemente beispielsweise zur Rückführung von Ventiltellern oder Steuergestängen, zum Antrieb von Wickeltrommeln, als Stoßdämpfer, zur Kraftbegrenzung, zur Kraftmessung und dergleichen. Ihrer Form nach kennt man Schrauben-, Teller-, Blatt-, Stabfedern usw. und ihrer Verformung nach Druck-, Zug-, Biege- und Drehfedern.
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Drehbewegungselemente
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15. Achsen und Wellen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungAchsen (Bild 15.1a und b) tragen ruhende oder umlaufende Maschinenteile, wie Riemenscheiben, Zahnräder, Laufräder, Trommeln und dergleichen. Sie können stillstehen, sodass sich auf ihnen gelagerte Maschinenteile drehen, oder mit den auf ihnen sitzenden Maschinenteilen umlaufen. Achsen werden auf Biegung beansprucht, übertragen aber kein Drehmoment. -
16. Tribologie: Reibung, Schmierung und Verschleiß
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungReibung, Schmierung und Verschleiß sind die drei Teilgebiete der Tribologie. Das ist die Wissenschaft von aufeinander einwirkenden Berührungsflächen in Relativbewegung. Bei mangelhafter Schmierung kommt es infolge der Reibung zum Verschleiß dieser Flächen. -
17. Gleitlager
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungGleitlager nehmen die Laufzapfen von Achsen oder Wellen auf. Man unterscheidet Radiallager für Querkräfte (auch Traglager genannt) und Axiallager für Längskräfte (auch Stützlager genannt). Außerdem kennt man noch Führungslager, die die Welle lediglich in ihrer Lage führen und keine definierbaren Kräfte aufzunehmen haben. Die einzelnen Lagerarten lassen sich auch zu Baueinheiten kombinieren. Die Zapfen laufen mit Gleitreibung unter Öl-, Fett- oder Feststoffschmierung in Lagerbuchsen oder -schalen um. -
18. Wälzlager
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungWälzlager nehmen wie Gleitlager die Zapfen von Achsen oder Wellen auf. Zwischen stählernen Ringen oder Scheiben rollen Wälzkörper. Wegen der Rollreibung ist die Reibzahl 25 . . . 50 % niedriger als bei hydrodynamisch geschmierten Gleitlagern, sodass sie sich weniger erwärmen und mit geringeren Energieverlusten arbeiten. Weiterhin werden sie mit einem kleineren Betriebsspiel ausgestattet, sodass sie genauer als Einflächen-Gleitlager laufen, was besonders im Elektro- und Werkzeugmaschinenbau wichtig ist. Sie beanspruchen wenig Raum, sind in Wartung und Schmiermittelbedarf anspruchslos und bedürfen keines Einlaufs. Ihre internationale Normung gewährleistet die Austauschbarkeit. Als nachteilig müssen gegenüber Gleitlagern ihre Stoßempfindlichkeit und ihr geräuschvollerer Lauf genannt werden. Sie können nicht mit so hohen Drehzahlen laufen wie Gleitlager mit Flüssigkeitsreibung. Gegenüber einfachen Gleitlagern sind sie teurer. Der Ein- und Ausbau der einteiligen Wälzlager ist meistens schwieriger als der von ungeteilten oder geteilten Gleitlagern. -
19. Lager- und Wellendichtungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungDichtungen verhindern den Austritt von Schmiermitteln und das Eindringen von Fremdkörpern, Staub usw. in das Lager oder den Lagerraum. Hierzu können schleifende Dichtungen oder berührungsfreie Dichtungen dienen. Schleifende Dichtungen verursachen eine zusätzliche Reibung und damit Erwärmung und Energieverluste, berührungsfreie können jedoch nicht ohne Weiteres gegen Über- oder Unterdruck abdichten und sind nicht immer sicher gegen das Eindringen von Staub. -
20. Wellenkupplungen und -bremsen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungWellenkupplungen dienen zur Verbindung zweier Wellen, z. B. der Wellen von Kraft- und Arbeitsmaschinen (der Antriebs- und Lastseiten) oder von Transmissionswellen, oder zum Verbinden einer Welle mit einem auf ihr drehbeweglich sitzenden Maschinenteil, wie Zahnrad, Riemenscheibe oder Kettenrad, um dieses nach Belieben zu- oder abschalten zu können.
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Zahnräder
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21. Grundlagen für Zahnräder und Getriebe
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungZahnräder übertragen die Drehbewegung von einer Welle auf eine zweite durch Formschluss der im Eingriff befindlichen Zähne. Bei verschieden großen Zahnrädern wirken sie auch als Drehmomentwandler. Durch den Formschluss können sie gegenüber Riementrieben erheblich höhere Kräfte übertragen, arbeiten jedoch nicht elastisch, kommen dafür aber mit wesentlich kleineren Achsabständen aus. Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Begriffe zur Beschreibung von Zahnrädern und Getrieben, das Verzahnungsgesetz und die üblichen Verzahnungsarten. -
22. Abmessungen und Geometrie der Stirn- und Kegelräder
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungUnter der Teilungp versteht man die Länge eines Kreisbogens (Teilkreisbogens) zwischen zwei aufeinander folgenden gleichnamigen Flanken (Rechts- oder Linksflanken) nach Bild 22.1. Wenn der Wälzkreis als Teilkreis benutzt wird, spricht man von Null-Rädern mit Null-Verzahnung, um auszudrücken, dass keine Differenz zwischen Teilkreis und Wälzkreis besteht. -
23. Gestaltung und Tragfähigkeit der Stirn- und Kegelräder
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungAlle Zahnkräfte, die auf das Rad 1 wirken, sind mit dem Index 1 gekennzeichnet, alle Kräfte, die auf das Rad 2 wirken, mit dem Index 2. Die an den Rädern angreifenden Zahnkräfte belasten die Wellen und damit auch deren Lager (siehe hierzu Bild 15.5 und Beispiel 15.1). -
24. Zahnradpaare mit sich kreuzenden Achsen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungWenn Zahnräder so gepaart werden, dass sich ihre Achsen kreuzen, so entsteht ein Schraubradpaar, das in seiner Arbeitsweise mit einer Bewegungsschraube verglichen werden kann. Zu dem Wälzgleiten der Zahnflanken kommt ein Längsgleiten hinzu, sodass Schraubradpaare mit größeren Reibverlusten arbeiten. Deshalb setzt man sie nur ein, wenn sie wesentliche Vorteile zur Lösung von Antriebsproblemen bieten. Sie erfordern eine sorgfältige Schmierung und sind zur Übertragung großer Leistungen nur bedingt geeignet.
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Hülltriebe
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25. Kettentriebe
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungKettentriebe sind formschlüssige Hülltriebe, bei denen eine endlose Kette zwei oder mehr Kettenräder umschlingt (umhüllt). Sie dienen wie Stirnradpaare zur Kraft- und Bewegungsübertragung zwischen parallelen Wellen und werden vornehmlich dort eingesetzt, wo Achsabstände zu überbrücken sind, für die Zahnräder nicht möglich oder nicht sinnvoll sind, und wo Riementriebe wegen ungünstiger Raum-, Übersetzungs- oder Achsabstandsverhältnisse nicht realisiert werden können. Kettentriebe können mit kleineren Umschlingungswinkeln am kleinen Kettenrad und kleineren Achsabständen als entsprechende Riementriebe wesentlich größere Kräfte übertragen. Da sie keine nennenswerte Vorspannung erfordern, belasten sie die Wellen und Lager weniger stark. Allerdings arbeiten Kettentriebe nicht so elastisch wie Riementriebe, erfordern mehr Wartung, müssen geschmiert und oftmals auch gegen Staubeinwirkungen geschützt werden und laufen geräuschvoller. Außerdem sind die Ketten und die verzahnten Räder wesentlich teurer als Riemen und Riemenscheiben. -
26. Flachriementriebe
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungFlachriementriebe sind reibschlüssige Hülltriebe, die zur Kraft- und Bewegungsübertragung zwischen zwei oder mehr Wellen dienen, vorzugsweise unter größerem Achsabstand. Sie sind einfacher und billiger als Kettentriebe, erfordern diesen gegenüber aber größere Abmessungen. Sie zeichnen sich durch ihre Elastizität aus, die sie zur Aufnahme von Stößen geeignet macht, und durch geräuscharmen Lauf. Nachteilig sind die durch die erforderliche Vorspannung bedingten größeren Achskräfte, die auf die Wellen und Lager wirken. Vorteilhaft ist der bei Überlastung auftretende Gleitschlupf, weil er die nachfolgende Maschine vor Schaden bewahrt und auch den Antriebsmotor vor Überlastung schützt. Man findet Flachriementriebe an Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen, Misch- und Mahlwerken, Papiermaschinen, Sägegattern, Drahtziehmaschinen, Pressen, Stanzen, Kompressoren usw. Flachriemen werden auch als Transportbänder benutzt und je nach Bedarf profiliert. -
27. Keilriementriebe
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungKeilriementriebe sind wie Flachriementriebe kraftschlüssige Hülltriebe zur Kraft- und Bewegungsübertragung zwischen zwei oder mehr Wellen. Gegenüber Flachriementrieben besitzen sie bei gleicher Anpresskraft eine etwa dreifache Übertragungsfähigkeit. Sie laufen weich an, ziehen praktisch schlupflos durch und kommen mit einem kleineren Umschlingungswinkel an der kleinen Scheibe aus, sodass sie große Übersetzungen ermöglichen. Ihr Platzbedarf ist demzufolge geringer, und auch die Wellen- und Lagerbelastungen sind kleiner. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit, bis etwa 16 Keilriemen nebeneinander auf einer Scheibe laufen zu lassen. Sie haben die Flachriemen-Spannrollentriebe stark verdrängt. Bei sehr großen Achsabständen sind Keilriemen jedoch nicht geeignet. -
28. Synchron- oder Zahnriementriebe
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungSynchron- oder Zahnriemen sind mit Zähnen versehene Flachriemen, die in entsprechende Synchron- oder Zahnscheiben eingreifen und dadurch die Kraft- und Bewegungsübertragung zwischen zwei oder mehr Wellen durch Formschluss bewerkstelligen. Im Verhältnis zu ihren Abmessungen und ihrem Gewicht können sie hohe Leistungen übertragen, laufen ohne Schlupf sehr ruhig, erzeugen relativ kleine Wellen- und Lagerbelastungen, arbeiten wartungsfrei und brauchen nicht nachgespannt zu werden. Man findet sie außer in der Feinwerktechnik auch in vielen Sparten des Maschinenbaus, z. B. Werkzeugmaschinen, Spritzgussmaschinen, Gummi-Kalandern, Langhobelmaschinen, Schlagmühlen, Rüttelwalzen, Verbrennungsmotoren usw. Ungezahnt können die Riemen auch als Kunststoff-Flachriemen dienen.
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Führungselemente für Flüssigkeiten und Gase
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29. Rohrleitungen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungIn Rohrleitungen werden überwiegend Flüssigkeiten und Gase geführt. Sie dienen aber auch zur Förderung von breiartigen Stoffen und Schüttgütern sowie zur Übertragung von Drücken. Zur Fluidtechnik im engeren Sinne gehören die Hydraulik und Pneumatik. -
30. Armaturen
Bernd Kretschmer, Peter Möhler, Frank Weidermann, Reinhard Hackenschmidt, Karlheinz Kabus, Bettina Baumgart, Frank Rieg, Karl-Heinz Decker, Stephan Tremmel, Bettina Alber-Laukant, Gerhard EngelkenZusammenfassungUnter Armaturen versteht man Bauteile, die in Systemen aus Rohrleitungen, Behältern, Apparaten und Maschinen als Absperrorgane, als Regelorgane oder als Sicherheitsorgane eingesetzt werden. Nach ihrer Bauart sind es Ventile, Schieber, Hähne oder Klappen. Sie üben die Funktion des Schaltens und Stellens aus. Armaturen in Rohrleitungen werden auch als Rohrleitungsschalter bezeichnet. Aus den wegen der Vielfalt der Einsatzgebiete sehr umfangreichen Herstellungsprogrammen der Armaturenindustrie können im Rahmen dieses Lehrbuchs nur einige typische Bauarten behandelt werden. Für die Lösung von Problemen in der Praxis sind die einschlägigen Normen, Technischen Regeln und Herstellerunterlagen heranzuziehen.
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Backmatter
- Titel
- Decker Maschinenelemente
- Verfasst von
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Bernd Kretschmer
Peter Möhler
Frank Weidermann
Reinhard Hackenschmidt
Karlheinz Kabus
Bettina Baumgart
Frank Rieg
Karl-Heinz Decker
Stephan Tremmel
Bettina Alber-Laukant
Gerhard Engelken
- Copyright-Jahr
- 2024
- Verlag
- Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG
- Electronic ISBN
- 978-3-446-47339-3
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-446-47339-3
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