Maschinenelemente 1 Festigkeit, Wellen, Verbindungen, Federn, Kupplungen
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Pearson Studium
2007
|
| Schriftenreihe: | Ing : Maschinenbau
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| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Ausführliche Beschreibung Inhaltsverzeichnis |
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Zum Geleit 13
Kapitel 1 Maschinenelemente und Konstruktion 15
1.1 Einführung Formulierung der konstruktiven Aufgabe 16
1.2 Ausgewählte Beispiele technischer Systeme 18
1.3 Versagensursachen von Maschinenelementen 22
1.4 Berechnung von Beanspruchung und Beanspruchbarkeit 26
1.4.1 Lastannahmen bei dynamischer Beanspruchung
(Schwingbeanspruchung) 29
1.4.2 Lastannahmen bei statischer Beanspruchung
(Maximalbeanspruchung) 38
1.5 Wirtschaftliche Bedeutung der Konstruktion und
Methodisches Konstruieren 40
1.6 Literatur 44
Kapitel 2 Normen, Toleranzen, Passungen und Oberflächen 49
2.1 Einführung 50
2.2 Normen, Richtlinien und Standards 51
2.3 Normzahlen 52
2.4 Toleranzen und Abweichungen 53
2.4.1 Maßtoleranzen 54
2.4.2 Form und Lagetoleranzen 58
2.4.3 Allgemeintoleranzen 61
2.4.4 Tolerierungsgrundsätze 63
2.5 Passungen 65
2.5.1 System Einheitsbohrung (EB) 66
2.5.2 System Einheitswelle (EW) 67
2.5.3 Beispiele zur Passungsauswahl 67
2.6 Oberflächen technischer Körper 69
2.7 Literatur 78
Kapitel 3 Grundlagen der Festigkeitslehre 81
3.1 Einführung 82
3.2 Gang und Schema einer Festigkeitsberechnung 84
3.3 Ermittlung von Lasten und Beanspruchungen 87
3.3.1 Linear elastisches Werkstoffverhalten 89
3.3.2 Normalspannungen in Bauteilen Zug, Druck und Biegung 95
3.3.3 Normalspannungen zwischen Flächen Flächenpressung 102
3.3.4 Hertzsche Pressung 103
3.3.5 Schubspannungen aus Querkräften Scheren und Schub 109
3.3.6 Schubspannungen aus Drehmomenten Torsion 111
3.3.7 Knickspannungen 114
3.3.8 Wärmespannungen 118
3.3.9 Eigenspannungen 121
3.4 Behandlung zusammengesetzter Beanspruchungen 125
3.4.1 Der lineare oder einachsige Spannungszustand 126
3.4.2 Der ebene oder zweiachsige Spannungszustand 129
3.4.3 Der räumliche oder dreiachsige Spannungszustand 131
3.4.4 Festigkeitshypothesen bei zusammengesetzter Beanspruchung.. 132
3.5 Ermittlung der Beanspruchbarkeit 139
3.5.1 Beanspruchbarkeit bei statischer Belastung 139
3.5.2 Beanspruchbarkeit bei dynamischer Belastung 146
3.6 Festigkeitsmindernde Einflüsse Kerbwirkung, Oberflächen und
Größeneinfluss 160
3.6.1 Die Kerbformzahlen aa und aT 161
3.6.2 Die Kerbwirkungszahlen ßa und/3r 171
3.6.3 Oberflächen und Größeneinfluss 179
3.6.4 Weitere schwingfestigkeitsmindernde Einflüsse 182
3.7 Festigkeitsberechnung Vergleich von Beanspruchung und
Beanspruchbarkeit 183
3.7.1 Statischer Festigkeitsnachweis 186
3.7.2 Dauerfestigkeitsnachweis 186
3.7.3 Kritische Anmerkungen zur Sicherheitszahl 190
3.7.4 Betriebsfestigkeitsnachweis 192
3.7.5 Zulässige Flächenpressung und Hertzsche Pressung 204
3.8 Festigkeitsnachweise in Nonnen und Richtlinien 208
3.9 Literatur 211
Kapitel 4 Kleben 219
4.1 Einführung 220
4.2 Funktion und Wirkung Adhäsion und Kohäsion 222
4.3 Herstellen von Klebverbindungen 223
4.3.1 Einteilung der Klebstoffe 224
4.3.2 Klebtechnik und Oberflächenvorbehandlung 226
4.4 Gestaltung von Klebverbindungen 227
4.5 Festigkeit von Klebverbindungen 229
4.5.1 Berechnung der Beanspruchung in einer einschnittigen
Verbindung 231
4.5.2 Berechnung der Beanspruchung in Rundverbindungen und
Welle Nabe Verbindungen 237
4.5.3 Beanspruchbarkeit einer Klebverbindung 238
4.5.4 Einflüsse auf die Festigkeit 241
4.6 Literatur 243
Kapitel 5 Löten 245
5.1 Einführung 246 I
5.2 Funktion und Wirkung 248 I
5.3 Herstellen und Prüfen von Lötverbindungen 248
5.3.1 Lötverfahren 250
5.3.2 Lotarten und Flussmittel 251
5.4 Gestaltung von Lötverbindungen 253
5.5 Festigkeit von Lötverbindungen 256
5.5.1 Berechnung der Beanspruchung in einer Lötverbindung 257
5.5.2 Beanspruchbarkeit einer Lötverbindung 258
5.6 Literatur 261
Kapitel 6 Nieten 263
6.1 Einführung 264
6.2 Funktion und Wirkung 265
6.2.1 Nietformen und Werkstoffe 266
6.2.2 Herstellung einer Nietverbindung 267
6.2.3 Verbindungsarten und Schnittigkeit 270
6.3 Gestaltung von Nietverbindungen 271
6.3.1 Maschinen und Gerätebau 273
6.3.2 Stahl und Kranbau 274
6.3.3 Leichtbau, Fahrzeug und Flugzeugbau 275
6.3.4 Korrosionsschutz 276
6.4 Festigkeit von Nietverbindungen 276
6.4.1 Kräfte in Nietverbindungen 278
6.4.2 Berechnung der Beanspruchungen in Nietverbindungen 281
6.4.3 Beanspruchbarkeit einer Nietverbindung 282
6.5 Literatur 286
Kapitel 7 Schweißen 289
7.1 Einführung 290
7.2 Funktion und Wirkung 292
7.3 Herstellen und Prüfen von Schweißverbindungen 293
7.3.1 Schweißverfahren 294
7.3.2 Schweißeignung der Werkstoffe 300
7.3.3 Schweißpositionen 303
7.3.4 Stoß und Nahtarten sowie Nahtformen beim Schmelzschweißen . 303
7.3.5 Stoß und Nahtarten sowie Nahtformen beim Pressschweißen .... 309
7.3.6 Gütesicherung von Schweißnähten 311
7.4 Gestaltung von Schweißverbindungen 313
7.4.1 Allgemeine Gestaltungsregeln 314
7.4.2 Gestaltungsregeln im Stahlhoch , Kran und Brückenbau 323
7.4.3 Gestaltungsregeln im Kessel und Druckbehälterbau 326
7.4.4 Gestaltungsregeln für Pressschweißverbindungen 327
7.5 Festigkeit von Schweißverbindungen 328
7.5.1 Festigkeitsnachweis im allgemeinen Maschinenbau 331
7.5.2 Festigkeitsnachweis nach DIN 15018 344
7.5.3 Festigkeitsnachweis von Pressschweißverbindungen 353
7.6 Literatur 357
Kapitel 8 Schrauben und Schraubenverbindungen 361
8.1 Einführung 362
8.2 Funktion und Wirkung 363
8.2.1 Gewindearten und Gewindebezeichnungen 364
8.2.2 Schrauben und Mutternwerkstoffe sowie Herstellung 368
8.2.3 Grundformen von Schrauben, Muttern und Sicherungen 372
8.3 Kräfte und Momente im Gewinde 379
8.4 Gestaltung und Beanspruchung von Schraubenverbindungen 383
8.4.1 Gestaltung der Gewindeteile 384
8.4.2 Gestaltung der Schraubenverbindungen 386
8.4.3 Grundlagen zur Berechnung von Schraubenverbindungen 392
8.4.4 Kräfte und Verformungen bei statischer Betriebskraft
als Längskraft 396
8.4.5 Kräfte und Verformungen bei dynamischer Betriebskraft
als Längskraft 398
8.4.6 Einfluss der Krafteinleitung in die Verbindung 399
8.4.7 Kräfte und Verformungen bei Verwendung von Dehnschrauben. 400
8.4.8 Setzen der Verbindung 401
8.4.9 Kräfte und Verformungen bei statischer oder
dynamischer Querkraft 403
8.4.10 Sichern von Schraubenverbindungen 409
8.5 Montage von Schraubenverbindungen 411
8.5.1 Streuung der Montagevorspannkraft beim Anziehen 411
8.5.2 Kräfte und Momente beim Anziehen und Lösen 414
8.6 Festigkeit von Schraubenverbindungen 415
8.6.1 Grundsätzliche Vorgehensweise bei der Berechnung 417
8.6.2 Überschlägige Schraubenberechnung nach VDI 2230 417
8.6.3 Schraubenauswahl und Beanspruchbarkeit im Maschinenbau .. 418
8.6.4 Einhaltung der maximal zulässigen Schraubenkraft 422
8.6.5 Einhaltung der maximal zulässigen
Dauerschwingbeanspruchung 423
8.6.6 Einhaltung der Flächenpressung an der Schraubenkopf und
Mutterauflagefläche sowie im Gewinde 425
8.6.7 Beanspruchbarkeit von Schrauben im Kran und Stahlbau 427
8.6.8 Konstruktive Maßnahmen zur Steigerung der Dauerfestigkeit. ., 429
8.7 Bewegungsschrauben und Spindeln 431
8.7.1 Kinematik der Bewegungsschraube 433
8.7.2 Auslegung und Berechnung von Spindel und Mutter 434
8.8 Literatur 437
Kapitel 9 Stift , Bolzenverbindungen und Sicherungselemente 443
9.1 Einführung 444
9.2 Funktion und Wirkung 444
9.2.1 Stifte Bauformen, Werkstoffe, Nonnen und Einsatzbeispiele .. 444
9.2.2 Bolzen Bauformen, Werkstoffe, Normen und Einsatzbeispiele. 450
9.2.3 Sicherungselemente Bauformen, Werkstoffe, Normen und
Einsatzbeispiele 451
9.3 Beanspruchung von Stift , Bolzenverbindungen sowie
Sicherungselementen 454
9.3.1 Stiftverbindungen 454
9.3.2 Bolzenverbindungen 457
9.3.3 Sicherungselemente 462
9.4 Festigkeit von Stift , Bolzenverbindungen sowie Sicherungselementen. . . 463
9.4.1 Beanspruchbarkeit von Stift und Bolzenverbindungen 463
9.4.2 Beanspruchbarkeit von Sicherungselementen 466
9.5 Literatur 466
Kapitel 10 Federn 469
10.1 Einführung 470
10.2 Funktion und Wirkung von Federn 473
10.2.1 Federkennlinie und Federrate 475
10.2.2 Arbeitsvermögen und Wirkungsgrad 476
10.2.3 Nutzungsgrad 477
10.2.4 Dämpfungsvermögen 479
10.2.5 Zusammenschaltung von Federn 480
10.2.6 Metallische Werkstoffe für Federn 482
10.2.7 Nichtmetallische Werkstoffe für Federn 483
10.3 Gestaltung und Beanspruchung von Federn 485
10.3.1 Zug Druckfedem 486
10.3.2 Biegefedern 493
10.3.3 Torsions (Dehnungs )fedem 507
10.3.4 Gummifedern 520
10.4 Festigkeit von Federn 527
10.4.1 Beanspruchbarkeit von Metallfedern 528
10.4.2 Beanspruchbarkeit von Gummifedern 535
10.5 Literatur 536
Kapiteln Wellen und Achsen 539
11.1 Einführung 540
11.2 Funktion und Wirkung 541
11.2.1 Bauformen von Wellen und Achsen 543
11.2.2 Werkstoffe, Halbzeuge und Herstellung 548
11.3 Gestaltung und Berechnung von Wellen und Achsen 549
11.3.1 Beanspruchungs und verformungsgerechte Gestaltung 551
11.3.2 Angreifende Kräfte und Momente 557
11.3.3 Entwurfsberechnung Überschlägiger Wellendurchmesser 562
11.4 Festigkeit von Wellen und Achsen 564
11.4.1 Nachweis der Sicherheit gegen Überschreiten
der Dauerfestigkeit 566
11.4.2 Nachweis der Sicherheit gegen Überschreiten
der Fließgrenze und Gewaltbruch 580
11.4.3 Nachweis der Einhaltung der zulässigen Flächenpressung
und Scherspannung 587
11.4.4 Nachweis der Einhaltung der zulässigen Verformung 587
11.5 Dynamisches Verhalten von Wellen und Achsen 592
11.5.1 Biegeschwingungen 592
11.5.2 Torsionsschwingungen 596
11.5.3 Auswuchten 601
11.6 Literatur 603
Kapitel 12 Welle Nabe Verbindungen 609
12.1 Einleitung, Funktion und Wirkung 610
12.2 Formschlüssige Welle Nabe Verbindungen 614
12.2.1 Passfedern und Scheibenfedern 614
12.2.2 Keilwellen und Zahnwellenverbindungen 617
12.2.3 Polygonwellenverbindungen 620
12.2.4 Stirnzahnverbindung 623
12.3 Reibschlüssige Welle Nabe Verbindungen 623
12.3.1 Zylindrische Pressverbindungen 627
12.3.2 Konische Pressverbindungen (Kegelpressverbindungen) 638
12.3.3 Gestaltung von Pressverbindungen 642
12.3.4 Klemmverbindungen 645
12.4 Vorgespannte Formschlussverbindungen 648
12.4.1 Längskeilverbindungen 648
12.4.2 Weitere Keilverbindungen 650
12.5 Spannelementverbindungen 651
12.5.1 Ringkegel Spannelemente, Spannsätze und Schrumpfscheiben .. 651
12.5.2 Sternscheiben, Druckhülsen und Toleranzringe 656
12.5.3 Hydraulische Spannbuchsen 657
12.6 Festigkeitsabfall in Welle Nabe Verbindungen 658
12.7 Literatur 658
Kapitel 13 Kupplungen und Bremsen 663
13.1 Einführung 664
13.2 Funktion und Wirkung 664
13.3 Berechnungsgrundlagen zur Auslegung von Kupplungen und Bremsen... 670
13.3.1 Betriebsverhalten von Antriebsmaschine, Kupplung und
Arbeitsmaschine 670
13.3.2 Auslegung von nicht schaltbaren Kupplungen 673
13.3.3 Auslegung von schaltbaren Kupplungen 679
13.3.4 Auslegung von mechanischen Bremsen 683
13.4 Bauarten von nichtschaltbaren Kupplungen 686
13.4.1 Starre Kupplungen 686
13.4.2 Nachgiebige Wellenkupplungen 688
13.5 Bauarten von schaltbaren Kupplungen 708
13.5.1 Fremdbetätigte Kupplungen 708
13.5.2 Selbsttätig schaltende Kupplungen 711
13.6 Bauarten von Bremsen 715
13.6.1 Trommelbremsen (Backenbremsen) 715
13.6.2 Scheibenbremsen und Kegelbremsen 718
13.7 Literatur 721
Register 725
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Inhaltsverzeichnis
Zum Geleit 13
Kapitel 1 Maschinenelemente und Konstruktion 15
1.1 Einführung Formulierung der konstruktiven Aufgabe 16
1.2 Ausgewählte Beispiele technischer Systeme 18
1.3 Versagensursachen von Maschinenelementen 22
1.4 Berechnung von Beanspruchung und Beanspruchbarkeit 26
1.4.1 Lastannahmen bei dynamischer Beanspruchung
(Schwingbeanspruchung) 29
1.4.2 Lastannahmen bei statischer Beanspruchung
(Maximalbeanspruchung) 38
1.5 Wirtschaftliche Bedeutung der Konstruktion und
Methodisches Konstruieren 40
1.6 Literatur 44
Kapitel 2 Normen, Toleranzen, Passungen und Oberflächen 49
2.1 Einführung 50
2.2 Normen, Richtlinien und Standards 51
2.3 Normzahlen 52
2.4 Toleranzen und Abweichungen 53
2.4.1 Maßtoleranzen 54
2.4.2 Form und Lagetoleranzen 58
2.4.3 Allgemeintoleranzen 61
2.4.4 Tolerierungsgrundsätze 63
2.5 Passungen 65
2.5.1 System Einheitsbohrung (EB) 66
2.5.2 System Einheitswelle (EW) 67
2.5.3 Beispiele zur Passungsauswahl 67
2.6 Oberflächen technischer Körper 69
2.7 Literatur 78
Kapitel 3 Grundlagen der Festigkeitslehre 81
3.1 Einführung 82
3.2 Gang und Schema einer Festigkeitsberechnung 84
3.3 Ermittlung von Lasten und Beanspruchungen 87
3.3.1 Linear elastisches Werkstoffverhalten 89
3.3.2 Normalspannungen in Bauteilen Zug, Druck und Biegung 95
3.3.3 Normalspannungen zwischen Flächen Flächenpressung 102
3.3.4 Hertzsche Pressung 103
3.3.5 Schubspannungen aus Querkräften Scheren und Schub 109
3.3.6 Schubspannungen aus Drehmomenten Torsion 111
3.3.7 Knickspannungen 114
3.3.8 Wärmespannungen 118
3.3.9 Eigenspannungen 121
3.4 Behandlung zusammengesetzter Beanspruchungen 125
3.4.1 Der lineare oder einachsige Spannungszustand 126
3.4.2 Der ebene oder zweiachsige Spannungszustand 129
3.4.3 Der räumliche oder dreiachsige Spannungszustand 131
3.4.4 Festigkeitshypothesen bei zusammengesetzter Beanspruchung. 132
3.5 Ermittlung der Beanspruchbarkeit 139
3.5.1 Beanspruchbarkeit bei statischer Belastung 139
3.5.2 Beanspruchbarkeit bei dynamischer Belastung 146
3.6 Festigkeitsmindernde Einflüsse Kerbwirkung, Oberflächen und
Größeneinfluss 160
3.6.1 Die Kerbformzahlen aa und aT 161
3.6.2 Die Kerbwirkungszahlen ßa und/3r 171
3.6.3 Oberflächen und Größeneinfluss 179
3.6.4 Weitere schwingfestigkeitsmindernde Einflüsse 182
3.7 Festigkeitsberechnung Vergleich von Beanspruchung und
Beanspruchbarkeit 183
3.7.1 Statischer Festigkeitsnachweis 186
3.7.2 Dauerfestigkeitsnachweis 186
3.7.3 Kritische Anmerkungen zur Sicherheitszahl 190
3.7.4 Betriebsfestigkeitsnachweis 192
3.7.5 Zulässige Flächenpressung und Hertzsche Pressung 204
3.8 Festigkeitsnachweise in Nonnen und Richtlinien 208
3.9 Literatur 211
Kapitel 4 Kleben 219
4.1 Einführung 220
4.2 Funktion und Wirkung Adhäsion und Kohäsion 222
4.3 Herstellen von Klebverbindungen 223
4.3.1 Einteilung der Klebstoffe 224
4.3.2 Klebtechnik und Oberflächenvorbehandlung 226
4.4 Gestaltung von Klebverbindungen 227
4.5 Festigkeit von Klebverbindungen 229
4.5.1 Berechnung der Beanspruchung in einer einschnittigen
Verbindung 231
4.5.2 Berechnung der Beanspruchung in Rundverbindungen und
Welle Nabe Verbindungen 237
4.5.3 Beanspruchbarkeit einer Klebverbindung 238
4.5.4 Einflüsse auf die Festigkeit 241
4.6 Literatur 243
Kapitel 5 Löten 245
5.1 Einführung 246 I
5.2 Funktion und Wirkung 248 I
5.3 Herstellen und Prüfen von Lötverbindungen 248
5.3.1 Lötverfahren 250
5.3.2 Lotarten und Flussmittel 251
5.4 Gestaltung von Lötverbindungen 253
5.5 Festigkeit von Lötverbindungen 256
5.5.1 Berechnung der Beanspruchung in einer Lötverbindung 257
5.5.2 Beanspruchbarkeit einer Lötverbindung 258
5.6 Literatur 261
Kapitel 6 Nieten 263
6.1 Einführung 264
6.2 Funktion und Wirkung 265
6.2.1 Nietformen und Werkstoffe 266
6.2.2 Herstellung einer Nietverbindung 267
6.2.3 Verbindungsarten und Schnittigkeit 270
6.3 Gestaltung von Nietverbindungen 271
6.3.1 Maschinen und Gerätebau 273
6.3.2 Stahl und Kranbau 274
6.3.3 Leichtbau, Fahrzeug und Flugzeugbau 275
6.3.4 Korrosionsschutz 276
6.4 Festigkeit von Nietverbindungen 276
6.4.1 Kräfte in Nietverbindungen 278
6.4.2 Berechnung der Beanspruchungen in Nietverbindungen 281
6.4.3 Beanspruchbarkeit einer Nietverbindung 282
6.5 Literatur 286
Kapitel 7 Schweißen 289
7.1 Einführung 290
7.2 Funktion und Wirkung 292
7.3 Herstellen und Prüfen von Schweißverbindungen 293
7.3.1 Schweißverfahren 294
7.3.2 Schweißeignung der Werkstoffe 300
7.3.3 Schweißpositionen 303
7.3.4 Stoß und Nahtarten sowie Nahtformen beim Schmelzschweißen . 303
7.3.5 Stoß und Nahtarten sowie Nahtformen beim Pressschweißen . 309
7.3.6 Gütesicherung von Schweißnähten 311
7.4 Gestaltung von Schweißverbindungen 313
7.4.1 Allgemeine Gestaltungsregeln 314
7.4.2 Gestaltungsregeln im Stahlhoch , Kran und Brückenbau 323
7.4.3 Gestaltungsregeln im Kessel und Druckbehälterbau 326
7.4.4 Gestaltungsregeln für Pressschweißverbindungen 327
7.5 Festigkeit von Schweißverbindungen 328
7.5.1 Festigkeitsnachweis im allgemeinen Maschinenbau 331
7.5.2 Festigkeitsnachweis nach DIN 15018 344
7.5.3 Festigkeitsnachweis von Pressschweißverbindungen 353
7.6 Literatur 357
Kapitel 8 Schrauben und Schraubenverbindungen 361
8.1 Einführung 362
8.2 Funktion und Wirkung 363
8.2.1 Gewindearten und Gewindebezeichnungen 364
8.2.2 Schrauben und Mutternwerkstoffe sowie Herstellung 368
8.2.3 Grundformen von Schrauben, Muttern und Sicherungen 372
8.3 Kräfte und Momente im Gewinde 379
8.4 Gestaltung und Beanspruchung von Schraubenverbindungen 383
8.4.1 Gestaltung der Gewindeteile 384
8.4.2 Gestaltung der Schraubenverbindungen 386
8.4.3 Grundlagen zur Berechnung von Schraubenverbindungen 392
8.4.4 Kräfte und Verformungen bei statischer Betriebskraft
als Längskraft 396
8.4.5 Kräfte und Verformungen bei dynamischer Betriebskraft
als Längskraft 398
8.4.6 Einfluss der Krafteinleitung in die Verbindung 399
8.4.7 Kräfte und Verformungen bei Verwendung von Dehnschrauben. 400
8.4.8 Setzen der Verbindung 401
8.4.9 Kräfte und Verformungen bei statischer oder
dynamischer Querkraft 403
8.4.10 Sichern von Schraubenverbindungen 409
8.5 Montage von Schraubenverbindungen 411
8.5.1 Streuung der Montagevorspannkraft beim Anziehen 411
8.5.2 Kräfte und Momente beim Anziehen und Lösen 414
8.6 Festigkeit von Schraubenverbindungen 415
8.6.1 Grundsätzliche Vorgehensweise bei der Berechnung 417
8.6.2 Überschlägige Schraubenberechnung nach VDI 2230 417
8.6.3 Schraubenauswahl und Beanspruchbarkeit im Maschinenbau . 418
8.6.4 Einhaltung der maximal zulässigen Schraubenkraft 422
8.6.5 Einhaltung der maximal zulässigen
Dauerschwingbeanspruchung 423
8.6.6 Einhaltung der Flächenpressung an der Schraubenkopf und
Mutterauflagefläche sowie im Gewinde 425
8.6.7 Beanspruchbarkeit von Schrauben im Kran und Stahlbau 427
8.6.8 Konstruktive Maßnahmen zur Steigerung der Dauerfestigkeit. ., 429
8.7 Bewegungsschrauben und Spindeln 431
8.7.1 Kinematik der Bewegungsschraube 433
8.7.2 Auslegung und Berechnung von Spindel und Mutter 434
8.8 Literatur 437
Kapitel 9 Stift , Bolzenverbindungen und Sicherungselemente 443
9.1 Einführung 444
9.2 Funktion und Wirkung 444
9.2.1 Stifte Bauformen, Werkstoffe, Nonnen und Einsatzbeispiele . 444
9.2.2 Bolzen Bauformen, Werkstoffe, Normen und Einsatzbeispiele. 450
9.2.3 Sicherungselemente Bauformen, Werkstoffe, Normen und
Einsatzbeispiele 451
9.3 Beanspruchung von Stift , Bolzenverbindungen sowie
Sicherungselementen 454
9.3.1 Stiftverbindungen 454
9.3.2 Bolzenverbindungen 457
9.3.3 Sicherungselemente 462
9.4 Festigkeit von Stift , Bolzenverbindungen sowie Sicherungselementen. . . 463
9.4.1 Beanspruchbarkeit von Stift und Bolzenverbindungen 463
9.4.2 Beanspruchbarkeit von Sicherungselementen 466
9.5 Literatur 466
Kapitel 10 Federn 469
10.1 Einführung 470
10.2 Funktion und Wirkung von Federn 473
10.2.1 Federkennlinie und Federrate 475
10.2.2 Arbeitsvermögen und Wirkungsgrad 476
10.2.3 Nutzungsgrad 477
10.2.4 Dämpfungsvermögen 479
10.2.5 Zusammenschaltung von Federn 480
10.2.6 Metallische Werkstoffe für Federn 482
10.2.7 Nichtmetallische Werkstoffe für Federn 483
10.3 Gestaltung und Beanspruchung von Federn 485
10.3.1 Zug Druckfedem 486
10.3.2 Biegefedern 493
10.3.3 Torsions (Dehnungs )fedem 507
10.3.4 Gummifedern 520
10.4 Festigkeit von Federn 527
10.4.1 Beanspruchbarkeit von Metallfedern 528
10.4.2 Beanspruchbarkeit von Gummifedern 535
10.5 Literatur 536
Kapiteln Wellen und Achsen 539
11.1 Einführung 540
11.2 Funktion und Wirkung 541
11.2.1 Bauformen von Wellen und Achsen 543
11.2.2 Werkstoffe, Halbzeuge und Herstellung 548
11.3 Gestaltung und Berechnung von Wellen und Achsen 549
11.3.1 Beanspruchungs und verformungsgerechte Gestaltung 551
11.3.2 Angreifende Kräfte und Momente 557
11.3.3 Entwurfsberechnung Überschlägiger Wellendurchmesser 562
11.4 Festigkeit von Wellen und Achsen 564
11.4.1 Nachweis der Sicherheit gegen Überschreiten
der Dauerfestigkeit 566
11.4.2 Nachweis der Sicherheit gegen Überschreiten
der Fließgrenze und Gewaltbruch 580
11.4.3 Nachweis der Einhaltung der zulässigen Flächenpressung
und Scherspannung 587
11.4.4 Nachweis der Einhaltung der zulässigen Verformung 587
11.5 Dynamisches Verhalten von Wellen und Achsen 592
11.5.1 Biegeschwingungen 592
11.5.2 Torsionsschwingungen 596
11.5.3 Auswuchten 601
11.6 Literatur 603
Kapitel 12 Welle Nabe Verbindungen 609
12.1 Einleitung, Funktion und Wirkung 610
12.2 Formschlüssige Welle Nabe Verbindungen 614
12.2.1 Passfedern und Scheibenfedern 614
12.2.2 Keilwellen und Zahnwellenverbindungen 617
12.2.3 Polygonwellenverbindungen 620
12.2.4 Stirnzahnverbindung 623
12.3 Reibschlüssige Welle Nabe Verbindungen 623
12.3.1 Zylindrische Pressverbindungen 627
12.3.2 Konische Pressverbindungen (Kegelpressverbindungen) 638
12.3.3 Gestaltung von Pressverbindungen 642
12.3.4 Klemmverbindungen 645
12.4 Vorgespannte Formschlussverbindungen 648
12.4.1 Längskeilverbindungen 648
12.4.2 Weitere Keilverbindungen 650
12.5 Spannelementverbindungen 651
12.5.1 Ringkegel Spannelemente, Spannsätze und Schrumpfscheiben . 651
12.5.2 Sternscheiben, Druckhülsen und Toleranzringe 656
12.5.3 Hydraulische Spannbuchsen 657
12.6 Festigkeitsabfall in Welle Nabe Verbindungen 658
12.7 Literatur 658
Kapitel 13 Kupplungen und Bremsen 663
13.1 Einführung 664
13.2 Funktion und Wirkung 664
13.3 Berechnungsgrundlagen zur Auslegung von Kupplungen und Bremsen. 670
13.3.1 Betriebsverhalten von Antriebsmaschine, Kupplung und
Arbeitsmaschine 670
13.3.2 Auslegung von nicht schaltbaren Kupplungen 673
13.3.3 Auslegung von schaltbaren Kupplungen 679
13.3.4 Auslegung von mechanischen Bremsen 683
13.4 Bauarten von nichtschaltbaren Kupplungen 686
13.4.1 Starre Kupplungen 686
13.4.2 Nachgiebige Wellenkupplungen 688
13.5 Bauarten von schaltbaren Kupplungen 708
13.5.1 Fremdbetätigte Kupplungen 708
13.5.2 Selbsttätig schaltende Kupplungen 711
13.6 Bauarten von Bremsen 715
13.6.1 Trommelbremsen (Backenbremsen) 715
13.6.2 Scheibenbremsen und Kegelbremsen 718
13.7 Literatur 721
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