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2018 | Buch

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Konstruktionselemente des Maschinenbaus 2

Grundlagen von Maschinenelementen für Antriebsaufgaben

herausgegeben von: Prof. Dr. Bernd Sauer

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Konstruktionselemente des Maschinenbaus stellen die Basis zum schöpferischen Gestalten im Produktentwicklungsprozess dar. Sie sind Grundlage jeder Maschinenbau Ingenieur Ausbildung. Das Erlernen und Verstehen von Maschinen- und Konstruktionselementen, die noch eine überschaubare Komplexität haben, fördert das Verständnis für die wesentlichen Merkmale höherer technischer Strukturen, und damit auch das Verständnis auf welcher physikalischen, logischen und technischen Systematik sie beruhen. Mit dem Erlernen wird erst die Voraussetzung zur Konstruktion und Entwicklung eines Produktes geschaffen. Die beiden Lehrbücher und das zugehörige Übungsbuch decken den gesamten Inhalt der universitären Ausbildung ab. Die Mitwirkung von anerkannten Fachspezialisten im Autorenteam, die auch im Bereich der Maschinenelemente Forschungsarbeiten durchführen, sichert hohe Fachkompetenz in den Einzelthemen.

Der vorliegende 2. Band enthält in der 8. Auflage neben den Kapiteln Reibung, Verschleiß und Schmierung, Lagerungen, Gleitlager und Wälzlager sowie Dichtungen eine Einführung in Antriebssysteme und Kapitel über Kupplungen und Bremsen, Zahnräder und Zahnradgetriebe, Zugmittelgetriebe, Reibradgetriebe sowie Sensoren und Aktoren.

Die beiden Bände des Lehrwerks umfassen das gesamte Spektrum der typischen Konstruktions- und Maschinenelemente. Die 8. Auflage enthält kleinere Korrekturen und Ergänzungen. Mit der 8. Auflage wurde ein neuer Satz realisiert, der das Lesen auf modernen Lesegeräten besser unterstützt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

10. Reibung, Verschleiß und Schmierung

Zusammenfassung

Reibung und Verschleiß sind häufig unerwünscht. Während Reibung den Wirkungsgrad von Maschinenelementen, Maschinen und Anlagen verschlechtert und damit den Energiebedarf erhöht, mindert Verschleiß den Wert von Bauteilen und Baugruppen und kann zum Ausfall von Maschinen und Anlagen führen. Andererseits wird bei vielen technischen Anwendungen eine hohe Reibung angestrebt, Tab. 10.1. Auch Verschleiß kann in Sonderfällen in begrenztem Umfang nützlich sein, so z. B. bei Einlaufvorgängen.

Ludger Deters

11. Lagerungen, Gleitlager, Wälzlager

Zusammenfassung

Lagerungen im Maschinenbau ermöglichen Relativbewegungen von Maschinenteilen und stellen somit im Sinne der Getriebelehre die konkrete Ausformung von Gelenken dar, Abb. 11.1: Linearlager erlauben translatorische Relativbewegungen, Drehlager ermöglichen rotatorische Relativbewegungen, Gelenklager lassen Drehbewegungen um beliebige Achsen zu, Drehlager, die in sich axial verschiebbar sind, bilden Dreh-Schubgelenke.

Gerhard Poll, Ludger Deters

12. Dichtungen

Zusammenfassung

Dichtungen werden benötigt, um den Stoffübergang zwischen zwei Arbeitsräumen mit gemeinsamer Grenzfläche zu verhindern oder zu begrenzen, sie „sperren“ die Räume gegeneinander ab. Häufig ist ein hermetisches, vollständiges Sperren nicht möglich und auch nicht erforderlich. Es geht vielmehr darum die Stoffmengen auf ein zulässiges Maß zu begrenzen.

Gerhard Poll

13. Einführung in Antriebssysteme

Zusammenfassung

Technische Antriebe werden in Maschinen, Anlagen und Fahrzeugen als Teilsysteme eingesetzt, um die Energie in jeweils geeigneter Form dem „Arbeitsprozess“ zur Verfügung zu stellen und tragen somit dazu bei die gewünschte Gesamtfunktion zu erfüllen. Sie basieren dabei auf der Umformung, Übertragung und Speicherung von Energie.

Albert Albers

14. Kupplungen und Bremsen

Zusammenfassung

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die auf dem Markt etablierten Bauformen von Kupplungen und Bremsen und deren Einsatz als Konstruktionselement im Ingenieuralltag. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf der Bedeutung und Funktionalität in Abhängigkeit der realisierten Eigenschaften sowie den wesentlichen Einflüssen und Wechselwirkungen einer Kupplung oder Bremse im Gesamtsystem, die bei der erforderlichen Auslegung berücksichtigt werden müssen.

Albert Albers

15. Zahnräder und Zahnradgetriebe

Zusammenfassung

Zahnradgetriebe besitzen infolge ihrer verzahnten (formschlüssigen) Radkörper eine von der Belastung unabhängige Übersetzung, d. h. das Verhältnis der Antriebs- zur Abtriebsdrehzahl ist nicht vom übertragenen Drehmoment abhängig. Sie gehören in ihrer üblichen Ausführung zu den gleichmäßig übersetzenden Getrieben. Eine Ausnahme bilden die elliptischen oder exzentrisch gelagerten Zahnräder, die u. a. schwingende Bewegungszustände erzeugen oder beim Anlauf durch eine günstigere momentane Übersetzung Vorteile bringen sollen.

Heinz Linke

16. Zugmittelgetriebe

Zusammenfassung

Zugmittelgetriebe (auch Hülltriebe genannt) werden hauptsächlich zur Wandlung von Drehmomenten und Drehzahlen, aber auch zur Änderung von Drehrichtungen eingesetzt. Sie bestehen aus zwei oder mehreren Scheiben bzw. Rädern, die sich nicht berühren, aber von einem Zugmittel (Riemen oder Kette) umschlungen werden, Abb. 16.1a. Die Zugmittelstränge zwischen den Rädern werden als Trume bezeichnet, und zwar das ziehende Trum als Lasttrum und das gezogene Trum als Leertrum. Das Lasttrum wird um die Nutzkraft stärker beansprucht als das Leertrum.

Ludger Deters, Wolfgang Mücke

17. Reibradgetriebe

Zusammenfassung

Da sie kraftschlüssig, das heißt ohne diskrete formschlüssige Elemente (Zähne) arbeiten, übertragen sie Drehzahlen gleichförmiger und damit schwingungs- und geräuschärmer als Zahnradgetriebe und dies auch bei extrem hohen Drehzahlen, vorausgesetzt, es gelingt den Radialschlag entsprechend klein zu halten. Im Gegensatz zu Zahnradgetrieben ist es mit Reibradgetrieben entsprechender Bauform möglich, das Übersetzungsverhältnis stufenlos zu verändern, in Sonderfällen sogar mit einem Nulldurchgang und Wechsel der Drehrichtung („geared neutral“). Formschlüssig kann man dies nur mit Schrittschaltgetrieben erreichen, die aber prinzipbedingt nie völlig gleichförmig arbeiten können.

Gerhard Poll

18. Sensoren und Aktoren

Zusammenfassung

Sensoren und Aktoren bilden die Schnittstelle zwischen der Informationsverarbeitung und den Energie- und Stoffflüssen in technischen Systemen. Abbildung 18.1 zeigt den typischen Aufbau mechatronischer Systeme, bei dem die Sensoren und Aktoren als „blackbox“ dargestellt sind. In einer stark vereinfachten Analogie zum menschlichen Körper kann man die mechanische Grundstruktur des Systems mit dem Skelett, die Sensoren mit den Sinnesorganen, die Aktoren mit der Muskulatur und die Informationsverarbeitung mit dem zentralen Nervensystem, einschließlich dem Gehirn, vergleichen.

Jörg Wallaschek

Backmatter

Titel: Konstruktionselemente des Maschinenbaus 2
herausgegeben von: Prof. Dr. Bernd Sauer
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-39503-1
Print ISBN: 978-3-642-39502-4
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-39503-1

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