Horst Haberhauer

•

Ferdinand Bodenstein+

Maschinenelemente Gestaltung, Berechnung, Anwendung 17., bearbeitete

Auflage

4£l Springer Vieweg

Inhaltsverzeichnis

1

Grundlagen

l

1.1

Definition der Maschinenelemente

1

1.2

Konstruieren

1

1.3

1.2.1

Definition des

1.2.2

Konstruktionsprozeß

2

1.2.3

Rechnerunterstütztes Konstruieren

5

Begriffs Konstruieren

Das Gestalten

6

1.3.1 Funktions-und

2

anforderungsgerechtes

Gestalten

7

1.3.2

Beanspruchungsgerechtes

1.3.3 1.3.4

Festigkeitsgerechtes Gestalten (Dimensionierung) Werkstoffgerechtes Gestalten

24

1.3.5

Herstellgerechtes Gestalten

29

1.3.6

Recyclinggerechtes Gestalten Zeitgerechtes Gestalten (Formschönheit)

34

1.3.7 1.4

1

Gestalten

7 12

35

Normung

36

1.4.1

Grundlagen der Normung

1.4.2

Normen und ihre rechtliche

1.4.3

Normzahlen (NZ)

39

1.4.4

Toleranzen und

42

1.4.5

Technische Oberflächen

36

Bedeutung

37

Passungen

62

Verbindungselemente 2.1

Schweißverbindungen

70

2.1.1

Schweißverfahren

2.1.2

Schweißbarkeit

72

2.1.3

Schweißnahtgüte

74

2.1.4

Schweißstoß

2.1.5 Berechnen

und

Schweißnaht; Zeichnerische Darstellung

Schweißverbindungen Schweißverbindungen

von

2.1.6 Gestalten von 2.2

69

Lötverbindungen 2.2.1

.

75 80 97 102

Lote, Lötverfahren und Anwendungen

2.2.2 Berechnen von

2.2.3 Gestalten von

71

Lötverbindungen

Lötverbindungen

102 103

104

VIII

2.3

Inhaltsverzeichnis

Klebeverbindungen 2.3.1

2.4

107

2.3.3 Gestalten von

109

110

2.4.1

Keilverbindungen

111

2.4.2

Kegelsitz

117

2.4.3 Konische

120

2.4.4

123

Spannelementverbindungen Verbindungen mit federnden Zwischengliedern Preßverbindungen (Zylindrische Preßverbände) Klemmverbindungen

126 140

Formschlußverbindungen 2.5.1 Paß-und Scheibenfederverbindungen

145

2.5.2

Profilwellenverbindungen

150

Stiftverbindungen Elemente zur axialen Lagesicherung

155

2.5.3 2.5.4

2.7

Klebeverbindungen Klebeverbindungen

Reibschlußverbindungen

2.4.6

2.6

107

2.3.2 Berechnen von

2.4.5

2.5

106

Klebstoffe

145

Bolzen- und

162

Nietverbindungen

165

2.6.1

165

Herstellung und Gestaltung von Nietverbindungen

2.6.2 Berechnen von

171

2.6.3

172

Nietverbindungen Durchsetzfügen (Clinchen)

Schraubenverbindungen

173

2.7.1

174

2.7.2

Definition der Schraube; Bestimmungsgrößen Gewindearten

2.7.3 Genormte 2.7.4 2.7.5

Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben

176 .

.

.

179

Werkstoffe und Festigkeitswerte Berechnen von Schraubenverbindungen

184

2.7.5.1

186

Verspannungsschaubild

2.7.5.2 Gewindekräfte und-momente

195

2.7.5.3 2.7.6 2.7.7 2.7.8

2.8

Spannungen in Schraubenverbindungen; Bemessungsgrundlagen Schraubensicherungen Gestalten von Schraubenverbindungen Bewegungsschraube

185

Elastische 2.8.1

2.8.2

Verbindungen (Federn) Dämpfung; allgemeine Dimensionierungsgrundlagen Federschaltungen

199

207 211 211

219

Kennlinie; Arbeit;

219

222

2.8.3 Metallfedern

224

2.8.4 Gummifedern

253

Inhaltsverzeichnis

IX

Dichtungen

259

3

3.1

Dichtungen zwischen ruhenden Bauteilen 3.1.1 Unlösbare Dichtungen 3.1.2 Bedingt lösbare Dichtungen 3.1.3 Lösbare

3.2

3.2.3

4

260

260 261

Dichtungen

Dichtungen zwischen bewegten 3.2.1 Berührungsdichtungen 3.2.2

260

Bauteilen

269 270

278

Berührungslose Dichtungen Hermetische Dichtungen

Elemente der drehenden

281

Bewegung

283

4.1

Achsen

283

4.2

Wellen

288

Bemessung auf Tragfähigkeit 4.2.2 Bemessung auf Verformung

289

Dynamisches Verhalten Wellengestaltung Sonderausführungen

302

4.2.1

4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.3

298 308 311 313

Lager 4.3.1

313

Gleitlager 4.3.1.1 Schmierstoffe:

Eigenschaften,

Arten

und

Zuführung 4.3.1.2 Druck-, 4.3.1.3

Reibungsverhältnisse im Tragfilm Mischreibung und Übergangsdrehzahl

4.3.1.4 Wellen-und

4.3.1.5 4.3.2

Lagerwerkstoffe

Gestaltung

320 342 344

345

Wälzlager 4.3.2.1 Radiallager 4.3.2.2 Axiallager

360

4.3.2.3

Lagerbezeichnung

362

4.3.2.4

Lagerberechnung Gestaltung von Wälzlagerungen

364

4.3.2.5 4.4

315

Geschwindigkeits- und

352 355

377

Kupplungen

388

Starre

Kupplungen Bewegliche Kupplungen (Ausgleichskupplungen)

389

4.4.2 4.4.3

Elastische

398

4.4.1

4.4.4

Kupplungen

Formschlüssige Schaltkupplungen Fremdbetätigte Schaltkupplungen

4.4.4.1

4.4.4.2 4.4.4.3

Momentbetätigte Schaltkupplungen Richtungsbetätigte Schaltkupplungen

392

405 405 409 409

Inhaltsverzeichnis

X

4.4.5

Kraftschlüssige Schaltkupplungen (Reibungskupplungen) 4.4.5.1 Fremdbetätigte Reibungskupplungen 4.4.5.2 Momentbetätigte Reibungskupplungen

.

424

4.4.5.4

Richtungsbetätigte Reibungskupplungen

427 429

5.2

435

Führungen mit Gleitlagerungen Führungen mit Wälzlagerungen

435 441

Rundlingspaarungen 5.2.1 Gleitende Rundlingspaarungen 5.2.2 Rundführungen mit Wälzlagerungen

6 Elemente zur 6.1

435

Paarung von ebenen Flächen 5.1.2

446 446 449

Übertragung gleichförmiger Drehbewegungen

Stirnradgetriebe Verzahnungsgeometrie geradverzahnter Stirnräder

6.1.1

Allgemeines Verzahnungsgesetz 6.1.1.2 Verzahnungsarten 6.1.1.3

6.1.1.6 6.1.1.7 6.1.1.8

461

Bezugsprofil und Herstellung

469 472

Profilverschiebung Zahnradpaarung

474

Innenverzahnung Zahnstange

485

478 490

Stirnräder

Verzahnungsgeometrie schrägverzahnter 6.1.2.1 Grundbegriffe und-beziehungen 6.1.2.2 Paarungen schrägverzahnter V-Räder 6.1.2.3

....

498

Verzahnungstoleranzen

499

6.1.5

6.2

6.1.4.2

Allgmeine Faktoren Zahnfußtragfähigkeit

6.1.4.3

Flankentragfähigkeit und

Auslegung

Gestaltung

6.2.2 6.2.3

Kräfte

6.2.4

Tragfähigkeitsberechnung (DIN 3991)

Kegelrad

Verzahnungsgeometrie

509 515 522

533 538 541

Schraubradgetriebe 6.3.1

507

533

Verzahnungsgeometrie geradverzahnte Kegelräder Kegelräder mit Schräg- und Bogenverzahnung am

...

527

Kegelradgetriebe 6.2.1

6.3

503

Grundlagen der Tragfähigkeitsberechnung (DIN 3990) 6.1.4.1

491 493

6.1.3 Kräfte und Momente 6.1.4

453 455

6.1.1.4 Unterschnitt und Grenzzähnezahl 6.1.1.5

451 453

....

6.1.1.1

6.1.2

423

Drehzahlbetätigte Reibungskupplungen

5 Elemente der geradlinigen Bewegungen

5.1.1

413

4.4.5.3

4.4.6 Bremsen

5.1

410

542 543

von

Schraubenräder

544

Inhaltsverzeichnis

6.4

6.5

6.6

6.3.2

Kräfteverhältnisse und Wirkungsgrad

546

6.3.3

Bemessungsgrundlagen

547

Schneckengetriebe Flankenformen der

6.4.2

Verzahnungsgeometrie

6.4.3

Kräfteverhältnisse und

6.4.4 6.4.5

Empfehlungen für die Bemessung Lagerkräfte und Beanspruchungen der Schneckenwelle

6.4.6

Gestaltung

Umlaufgetriebe

Zylinderschnecken

550

552

Wirkungsgrad

556 557 .

.

563

Übersetzungen

Drehzahlen und

6.5.2

Kräfte,

6.5.3

Kegelrad-Umlaufgetriebe

Momente und

563 575

Leistungen

581

Reibradgetriebe

6.6.3

559 561

6.5.1

6.6.2

582

Werkstoffpaarungen Berechnungsgrundlagen Reibradgetriebe mit konstanter Übersetzung Reibradgetriebe mit stufenlos verstellbarer Übersetzung und

582 587 .

.

Formschlüssige Zugmitteltriebe

588

591

Kettentriebe

591

6.7.2 Zahnriementriebe

597

Kraftschlüssige Zugmitteltriebe (Riementrieb) 6.8.1 Theoretische Grundlagen

598

6.7.1

6.8

549

6.4.1

6.6.1

6.7

XI

6.8.1.1 Bandkräfte

599

und-Spannungen

599

6.8.1.2 Einfluß der Fliehkraft 6.8.1.3 6.8.1.4

601

Biegespannung und Biegefrequenz

Gesamtspannung

und

602

optimale

Bandgeschwindigkeit 6.8.1.5

Folgerungen

aus

6.8.2 Bauarten für konstante

603

den theoretischen

Betrachtungen

Übersetzungen

6.8.2.1 Flachriementriebe

Anhang

604 605 607

6.8.2.2 Keilriementrieb 6.8.3 Bauarten für stufenlos verstellbare

.

610

Übersetzungen

621 625

AI Werkstoffkennwerte

625

A2

Wälzlagerabmessungen

631

Flächen- und Widerstandsmomente

639

A3

A4 SI-Einheiten

A5 Griechisches

641

Alphabet

642

Literaturverzeichnis

643

Stichwortverzeichnis

649