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Fragen _ Antworten MaEL II

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					                     Fragen & Antworten MaEL II

Zahnräder:
     Tragen Sie in die Zeichnung folgende Größen des Kegelrades ein!

    -   Teilkegelwinkel δ
    -   äußere Kegelmantellänge Re
    -   äußerer Kopfkreisdurchmesser dae
    -   Kopfkegelwinkel δa




     Nach welchen Gesichtspunkten wählen Sie den Teilkegelwinkel δ? (Bezogen auf
      das obere Bild.)

Teilkegelwinkel ergibt sich aus Achsenwinkel und Übersetzung.


     In welchen Größen müssen zwei Kegelräder übereinstimmen, wenn sie
      miteinander laufen sollen?

-       me und Re oder mm und Rm oder mi und Ri


     Warum werden Kegelräder stets mit relativ geringer Zahnbreite ausgeführt?

Weil die Zahngröße über die Zahnbreite zur Teilkegelspitze hin kleiner wird und Bereiche
kleiner Zahngröße nur wenig zur Belastbarkeit der Zähne beitragen können.


     Was versteht man bei einem Zahnrad unter einer positiven Profilverschiebung?
      Welchen Vorteil weist ein Vplus- Rad gegenüber einem Nullrad gleicher
      Zähnezahl auf? Wie groß darf die Profilüberdeckung maximal sein?

Eine positive Profilverschiebung ist eine Verschiebung des Verzahnungswerkzeuges radial
nach außen.
Der Vorteil eines Vplus- Rades ist, dass es höher belastbar ist.

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Die Profilverschiebung darf maximal sein, bis die Zahnkopfdicke den Mindestwert erreicht
hat.


    Skizzieren Sie die Teilkreise und Grundkreise zweier evolventenverzahnter Null-
     Stirnräder bei spielfreiem Eingriff! Markieren Sie den Wälzpunkt C! Tragen Sie
     in die Skizze die absolute Bewegungsbahn des Berührpunktes ein!




    Was versteht man unter Profilüberdeckung eines Stirnradpaares geometrisch?

Die Profilüberdeckung ist die Länge der Eingriffsstrecken im Verhältnis der Eingriffsteilung.


    Welchen Wert darf die Profilüberdeckung in der Praxis nicht unterschreiten?
     Warum nicht?

Die Profilüberdeckung darf den Wert von εα ≥ 1,1 in der Praxis nicht unterschreiten, damit
eine unterbrechungsfreie Kraftübertragung gewährleistet ist. (theoretisch: 1,0)


    Warum darf die Zähnezahl eines evolventenverzahnten Stirnrades nicht zu klein
     sein? Benennen und beschreiben Sie die Erscheinung, die bei zu kleiner
     Zähnezahl auftritt!

Bei zu kleiner Zähnezahl entsteht Unterschnitt. Unterschnitt bedeutet das Eindringen der
Zahnkopfecke in die Zahnflanke des Gegenrades. (Zur Vermeidung wählt man für das
Zahnrad eine positive Profilverschiebung)


    Nenne Sie zwei Vorteile einer Schrägverzahnung gegenüber einer
     Geradverzahnung!

   -   ruhigerer Lauf
   -   höhere Belastbarkeit




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     Nenne Sie drei geometrische Größen, von denen die Belastbarkeit des Zahnfußes
      abhängt! (Geben Sie nicht mehr als drei an!)

    -    Zahnbreite b
    -    Modul m
    -    Profilverschiebung x


     Was versteht man unter dem Modul eines Stirnrades?

Modul:         Basismaß der Verzahnung = dem Abstand der Profilbezugslinie von der
               Kopflinie beim Bezugsprofil.


     Was versteht man unter dem Teilkreis eines Stirnrades?

Bezugslinie für die Bemaßung der Verzahnung.


     Wo liegt bei einem im Eingriff befindlichen Evolventen- Stirnradpaar der
      Wälzpunkt C, wo der Berührpunkt?

Der Wälzpunkt C befindet sich im Berührpunkt der beiden Betriebswälzkreise.
Der Berührpunkt befindet sich im Schnittpunkt der Eingriffslinie mit der Verbindungsgeraden
der Radachsen.


     Im welchem Zusammenhang stehen Drehmoment und Drehzahl der beiden
      Räder eines Zahnradpaares im reibungsfreien Fall?

P1  T1 * 1  P2  T2 *  2
mit
  2n

 T1 * 1  T2 *  2

    T1  2
     
    T2  1


     Was versteht man bei Stirnradpaaren unter einer Kopfhöhenänderung? In
      welchen Fällen kann sie erforderlich sein?

Eine Kopfhöhenänderung ist eine Reduzierung des Kopfkreisdurchmessers, damit ein
Mindest- Kopfspiel eingehalten wird.
Diese Kopfhöhenänderung kann bei V- Getrieben erforderlich sein.




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     Beschreiben Sie die Bewegung von Werkzeug und Werkstück bei der Herstellung
      eines evolventenverzahnten Nullrades mit einem Wälzverfahren!

Die Profilbezugslinie bzw. Teilkreis des Werkzeuges wälzt auf Teilkreis des Werkstückes ab.


     Wie können Sie die örtliche Biegespannung im Zahnfuß eines Stirnrades
      reduzieren, ohne den Modul oder den Achsabstand zu verändern? Nennen Sie
      drei Maßnahmen!

    -   größere Zahnbreite
    -   größere Profilverschiebung (positiv)
    -   größere Rundungsradien der Fußausrundungen


     Skizzieren Sie das Bezugsprofil nach DIN 876! Tragen Sie in die Skizze die
      Zahnkopfhöhe haP, die Teilung p und den Profilwinkel αP ein, und geben Sie die
      Werte dieser Größen an (die Längenmaße als Vielfaches des Modul m)!




     Was versteh man unter der Eingriffslinie? Welche Form und Lage hat sie bei
      einer Evolventenverzahnung?

Eingriffslinie:        Ist die absolute Bewegungsbahn des Berührpunktes.
Form:                  Ist eine Gerade.
Lage:                  Ist eine Tangente an die Grundkreise.


     Wo beginnt und wo endet die Berührung zweier Zahnradzähne?

In den Schnittpunkten der Eingriffslinie und den beiden Kopfkreisen.



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      Erläutern Sie anhand des Verzahnungsgesetztes, weshalb bei einem
       Zahnradpaar mit Evolventenverzahnung die Übersetzung während des
       Zahneingriffs konstant ist!

Verzahnungsgesetz: konstante Übersetzung, wenn Berührpunktnormale stets durch den´
                   Wälzpunkt C geht.

Bei Evolventenverzahnung Berührpunktnormale stets Tangente an die Grundkreise ist und
daher stets der selbe Schnittpunkt der Berührpunktnormalen mit Verbindungsgeraden der
Radachsen (Wälzpunkt C) ist.


      Nennen Sie die vier Belastungs- Einflussfaktoren für die Zahnfußtragfähigkeit,
       und geben Sie jeweils an, welche Einflüsse mit ihnen berücksichtigt werden!

1.       Anwendungsfaktor KA:      -     äußere Kräfte
2.       Dynamikfaktor KV:         -     innere Zusatzkräfte
3.       Breitenfaktor KFβ:        -     ungleichmäßige Lastverteilung über der
                                         Zahnbreite
4.       Stirnfaktor KFα:          -     ungleichmäßige Lastverteilung auf die
                                         gleichzeitig im Eingriff befindlichen Zahnpaare


      Tragen Sie in die Zeichnung eines geradverzahnten V- Rad- Paares folgende
       Größen ein:

     -   Teilkreisdurchmesser d2
     -   Betriebs- Wälzkreisdurchmesser dw2
     -   Betriebs- Eingriffswinkel αw
     -   Zahndicke s2
     -   Eingriffsteilung pe




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    Was versteht man bei Zahnrädern unter einer Evolventenverzahnung? Welche
     Vorteile hat sie gegenüber anderen Verzahnungsgeometrien (Nennen Sie zwei!)?

Evolventenverzahnung:        Zahnflanken sind Kreisevolventen ( Kurven, die ein Punkt einer
                             Geraden beschreibt, die auf einem Kreis abrollt)

Vorteile:                    -      Zahnform ist unabhängig von Zähnezahl des Gegenrades
                             -      unempfindlich gegenüber Achsabstandsabweichungen
                             -      relativ einfach genau herstellbar


    Was versteht man bei Zahnrädern unter Grübchenbildung? Welche Ursache hat
     sie? Welche Folgen kann sie haben?

Unter Grübchenbildung bei Zahnrädern versteht man das Abplatzen der Zahnflanken.
Die Ursache dieser Abplatzungen sind zu hohe Flächenpressung an den Zahnflanken.
Folgen der Grübchenbildung sind das Aufrauen der Oberfläche, Schwingungsanregung sowie
eine Kerbwirkung.


    Wie kann man bei einem Zahnrad die Empfindlichkeit gegenüber
     Grübchenbildung gering halten? (Nennen Sie drei Maßnahmen!)

   -   durch geeignete Werkstoffe
   -   Härtung der Zahnflanken
   -   geringe Rauheit der Zahnflanken
   -   hohe Verzahnungsqualität => gutes Tragbild => geringe Flächenpressung


    Was versteht man bei einem schrägverzahnten Stirnrad unter der Stirnteilung
     pt? (In Worten, keine Formel!)

Die Stirnteilung beschreibt den Abstand zweier aufeinanderfolgender gleichgerichteter
Zahnflanken auf dem Teilkreis im Stirnschnitt.


    Nenne Sie zwei Vorteile und zwei nachteile einer Schrägverzahnung gegenüber
     einer Geradverzahnung!

Vorteile:      -       Laufruhe
               -       höhere Belastbarkeit
               -       kleinere Mindestzähnezahlen

Nachteile:     -       Axialkraft
               -       größere Abmessungen
               -       schlechterer Wirkungsgrad
               -       höhere Herstellkosten




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      Nenne Sie drei Maßnahmen, mit denen bei einem Stirnradpaar die
       Lastverteilung über der Breite der Zähne verbessert werden kann!

     -   Einlaufen, Einläppen
     -   Einstellbarkeit der Wellenlager
     -   mittige Anordnung der Zahnräder zwischen der Lagern
     -   dickere Welle


      In der untenstehenden Skizze eines evolventenverzahnten Stirnradpaares liegt
       der Berührpunkt B zweier Zähne gerade auf der Verbindungsgeraden der beiden
       Radachsen O1 O2.

a)       Tragen Sie in die Skizze die beiden
         Betriebs- Wälzkreise ein!

b)       Skizzieren Sie die Bahn, auf der sich
         der Berührpunkt bewegt, wenn sich
         die Räder drehen und tragen Sie die
         Grundkreise ein!

c)       Wie hängen die Winkelgeschwindigkeiten
         der Betriebs- Wälzkreise zusammen?

v1  rw1 * 1  v2  rw2 *  2
     1 rw2 d w2
          
      2 rw1 d w1




      Wie entsteht bei der Herstellung einer Verzahnung mit einem Wälzverfahren die
       Evolventenverzahnung der Zahnflanken?

Durch Abwälzen des Werkzeugs auf dem Teilkreis des Zahnradrohlings um kleine Winkel
zwischen je zwei Schnitten




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    Welcher Einfluss auf die Beanspruchung der Zahnkräfte eines Zahnrades wird
     durch den Breitenfaktor KFβ erfasst? Welche zwei möglichen Ursachen dieses
     Einflusses werden dabei zugrunde gelegt?

Ungleichmäßigkeit der Lastverteilung über der Zahnbreite mögliche Ursachen:
   - Fertigungsungenauigkeiten
   - Elastische Deformationen

    Was versteht man unter dem Einlaufbetrag yβ? Nennen Sie zwei Größen, von
     denen die Größe des Einlaufbetrages abhängt!

Verringerung der Ungleichmäßigkeit der Lastverteilung über der Zahnbreite durch Verschleiß
der Zahnflanken in den ersten Betriebsstunden.
abhängig von:

   -   Ungleichmäßigkeit der Lastverteilung vor dem Einlaufen
   -   Zahnradwerkstoff
   -   Umfangsgeschwindigkeit


    Welchen Einfluss hat die Gestaltung der Fußausrundungen im Übergang
     zwischen Zahnflanke und Zahnlückengrund auf die Festigkeit der Zahnfüße?

Je kleiner der Rundungsradius und je schlechter die Oberflächenqualität, desto größer die
Kerbwirkung und desto geringer die Festigkeit der Zahnfüße.


    Welchen Einfluss hat eine Profilverschiebung auf die Festigkeit der Zahnfüße?

Mit zunehmender (positiver) Profilverschiebung erhöht sich die Dicke und damit die
Festigkeit der Zahnfüße.


    Tragen Sie in die Skizze eines Nullrades die folgenden Größen ein: d, df, h, ha, e
     und p!




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    Warum kann der Achsabstand zweier Nullräder keine beliebigen Werte
     annehmen?

Der Achsabstand ergibt sich aus der Berührung der Teilkreise. Der Umfang der Teilkreise ist
ein ganzzahliges Vielfaches der Teilung. Teilung = Modul * π. Modul ist in Stufen genormt.


    Wo beginnt und wo endet die Berührung zweier Zähne eines Zahnradpaares?
     Benennen Sie diese Punkte als Schnittpunkte von Linien.

Die Berührung beginnt und endet jeweils am Schnittpunkt der Eingriffslinie mit den
Kopfkreisen.


    Wie verändert sich die Geometrie eines Stirnrades bei einer positiven
     Profilverschiebung? Nennen Sie zwei Größen, die sich nicht verändern und
     beschreiben Sie die Veränderung von mindestens zwei Größen.

Die Zähnezahl, die Teilung, der Teilkreisdurchmesser und die Zahnhöhe verändern sich nicht.
Die Zahndicke (auf dem Teilkreis) wird größer und die Zahnlücke wird kleiner. Der Fuß- und
der Kopfkreisdurchmesser werden größer.


    Wozu dient das virtuelle Ersatzrad eines schräg verzahnten Stirnrades?

Das virtuelle Ersatzrad dient zur Ermittlung der Zähnezahlen, mit der die Diagramme für
gerade verzahnte Räder für schräg verzahnte Räder verwendet werden können.

Ergänzungen zu Zahnrädern:




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   Wälzlager:

    Skizzieren Sie für die Antriebswelle eines Schrägverzahnten Stirnradgetriebes
     Eine Fest/Los- Lagerung! Dabei sollte die Lagerart und- anordnung und die
     axiale Festlegung der Lagerringe auf der Welle und im Gehäuse erkennbar sein.
     Einrichtungen zur Schmierung und Abdichtungen brauchen nicht dargestellt zu
     werden. Benennen Sie die verwendeten Lager und tragen Sie die Drucklinien ein!




    Was versteht man unter Drehzahlkennwert eines Wälzlagers? Was drückt er
     aus?

       Drehzahlkennwert: Ist das Maß für die Höhe der Drehzahl im Verhältnis zur
       Drehzahlgrenze. Entscheidungskriterium für die Wahl des Schmiermittels und des
       Schmierverfahrens.


    Nennen Sie zwei Schadensformen, mit denen man bei rotierenden Wälzlagern
     rechnen muss, auch wenn die Kräfte und Drehzahlen nicht zu groß sind? Unter
     welchen Bedingungen treten sie jeweils bevorzugt auf?

   -   Grübchenbildung (tritt stets auf)
   -   Verschleiß (tritt bei verschmutztem, ungeeignetem oder gealtertem Schmiermittel auf)


    Was sagt die Tragzahl C0 aus?

   Die statische Tragzahl C0 ist ein Wert für die Belastung eines Wälzlagers, bei der eine
   bleibende Verformung einer bestimmten Größe im Lager auftritt.




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     Die untenstehende Zeichnung zeigt die Ritzellagerung eines Kegelradgetriebes.

a) Benennen Sie die verwendeten Wälzlager und tragen Sie die Drucklinien ein!

-       links: Kegelrollenlager
-       rechts: Zylinderrollenlager

b) Um welche Art der Lageranordnung
   handelt es sich?

-       Fest/Los- Lagerung

c) Um welche Anordnung handelt es sich bei dem
   Lagepaar links? Was spricht für diese Anorndung?

-       X- Anordnung
         Geringe Empfindlichkeit gegenüber Winkelfehlern zwischen Welle und
        Gehäusebohrung.

d) Welche Lagerringe dürfen lose gepasst werden? (Begründung!)

-       Die Lagerringe die eine Punktlast haben dürfen lose gepasst werden, weil die
        Lastrichtung bezüglich des Lagerringes still steht.


     Benennen Sie die abgebildeten Wälzlager! Vergleichen Sie hinsichtlich radialer
      und axialer Tragfähigkeit und Winkelbeweglichkeit!




     Nennen Sie zwei Fälle, in denen bei Wälzlagerung Öl- statt Fettschmierung
      vorzusehen ist!

    -   bei hohen Drehzahlen
    -   bei hoher Belastung
    -   bei Einwirkungen von Fremdwärme




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    Was versteht man unter der dynamischen Tragzahl C eines Wälzlagers?

Belastung eines Wälzlagers, bei der 90% aller Lager dieser Art 106 Umdrehungen oder mehr
erreichen, bevor Grübchenbildung auftritt.


    Was versteht man bei Wälzlagern unter Grübchenbildung? Welche Ursachen hat
     sie?

Grübchenbildung:       Kraterartige Vertiefungen in den Laufflächen der Wälzkörper in den
                       Lagerringen.

Ursache:               Eine zu hohe Flächenpressung.


    Unter welchen Umständen muss man bei Wälzlagern mit erhöhtem Verschleiß
     rechnen?

   -   bei falschem, ungeeignetem, verschmutztem oder gealtertem Schmiermittel
   -   bei Käfigschlupf ( hohe Winkelbeschleunigungen beim Anfahren oder Stillsetzen)


    Skizzieren Sie für die Antriebswelle eines schrägverzahnten Stirnradgetriebes
     eine schwimmende Lagerung! Dabei sollen die Lagerart und- anordnung und die
     axiale Festlegung der Lagerringe auf der Welle und im Gehäuse erkennbar sein.
     Einrichtungen zur Schmierung und Abdichtung brauchen nicht dargestellt
     werden. Benennen Sie die verwendeten Lager!




Lagerart: Rillenkugellager




    Nennen Sie einen Vor- und einen Nachteile einer schwimmenden gegenüber einer
     angestellten Lagerung!

Vorteil:       -       keine unzulässigen Spiel- oder Vorspannungsänderungen bei
                       Wärmedeformationen

Nachteil:      -       großes Axialspiel



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    Was versteht man unter dem Druckwinkel α eines Wälzlagers? In welchen Fällen
     wählen Sie Wälzlager mit einem kleinen Druckwinkel?

Druckwinkel α:         Winkel zwischen Drucklinie und Radialebende

Fälle:                 Lager mit kleinem Druckwinkel bei kleinen Axialkräften und hohen
                       Drehzahlen.



    Nennen sie drei Wälzlager, die als Festlager in einer Fest-/Los- Lagerung
     eingesetzt werden können!

   -     Rillenkugellager
   -     Zweireihiges Schrägkugellager
   -     Pendelrollenlager
   -     Schrägkugellagerpaar
   -     Kegelrollenlager
   -     Kombination aus 0° und 90° -Lager


    Nennen Sie je zwei Möglichkeiten für die axiale Fixierung der Lagerringe auf der
     Well und im Gehäuse!

auf der Welle:         -      Absatz
                       -      Wellenmutter
                       -      Sprengring
                       -      Endkappe, Scheibe
                       -      Spannhülse

im Gehäuse:            -      Absatz
                       -      Lagerdeckel
                       -      Sprengring


    Nennen Sie einen Vor- und einen Nachteile einer Fest-/Los- Lagerung gegenüber
     einer angestellten Lagerung!

Vorteil:         -     keine wesentlichen Spielveränderungen durch Wärmedeformation

Nachteil:        -     aufwendig
                 -     keine Möglichkeit der Spieleinstellung


    In welchen Fällen wählt man Wälzlager mit einem großem Druckwinkel α?

Wenn große Axialkräfte übertragen werden müssen.




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    Was versteh man bei Wälzlagern unter einer Lebensdauerschmierung?

Schmierung mit Fett, bei der die Gebrauchsdauer des Fettes höher ist als die Lebensdauer des
Lagers oder der Maschine.


    Benennen Sie die beiden Wälzlager, die in der unteren Abbildung zur Lagerung
     der Welle eines Elektromotors eingesetzt werden! Um welche Art der
     Lageranordnung handelt es sich?




Belüftungsseite:       Rillenkugellager
Antriebsseite:         Zylinderrollenlager
Art der Lagerung:      Fest-/Los- Lagerung


    Was ist bei der Gestaltung von Wellenschultern zur axialen Festlegung von
     Wälzlagern zu beachten? Nennen Sie drei Gesichtspunkte und begründen Sie
     diese!

   -   ausreichend große Höhe der Wellenschulter, sonst zu kleine Anlagefläche
   -   nicht zu große Höhe der Wellenschulter, sonst Kollision mit Außenring oder Käfig
       möglich
   -   hinreichend kleiner Rundungsradius, sonst keine Anlage an Wellenschulter


    Warum führen in angestellter Lagerung radiale Kräfte zu axialen Kräften in den
     Lagern?

Wegen der Keilwirkung der zum Einsatz kommenden Schrägkugel- oder Kegelrollenlager.




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    Beurteilen Sie die abgebildeten Lager bezüglich der angegebenen Kriterien mit
     gut (+), mittel (o) oder schlecht (-)!




    Stellen Sie in einem Diagramm dar, wie die nominelle Lebensdauer L10 eines
     Lagers von seiner Belastung P abhängt! Und tragen Sie in das Diagramm die
     dynamische Tragzahl C ein!




    Skizzieren Sie eine angestellte Lagerung! Dabei sollen die Lagerart und –
     anordnung und die axiale Fixierung der Lagerringe auf der Welle und im
     Gehäuse erkennbar sein. Tragen Sie die Drucklinien der Lager ein!
     Einrichtungen zur Schmierung und Abdichtung brauchen nicht dargestellt zu
     werden.




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    Was versteht man unter dem Druckwinkel α eines Wälzlagers?

Der Druckwinkel ist derjenige Winkel, unter dem die Kräfte von der Welle in das Gehäuse
(oder umgekehrt) geleitet werden.


    Wovon hängt es ab, ob ein Lagerring auf der Welle oder im Gehäuse lose gepasst
     werden darf?

Lose Passung:          -     bei Punktlast
Feste Passung:         -     bei Umfangslast


    Skizzieren Sie die Fest- Los- Lagerung einer Welle in einem Gehäuse. Verwenden
     Sie als Befestigungselemente ausschließlich Absätze in der Welle und
     Sicherungsringe.




    Welche Vor- und Nachteile weist eine Fest- Los- Lagerung gegenüber einer
     angestellten Lagerung aus? Nennen Sie zwei Vorteile und zwei Nachteile.

Vorteile:      -       geringer Montageaufwand
               -       preiswerte Lager einsetzbar
               -       unempfindlich gegenüber Wärmedehnung

Nachteile:     -       größeres Axialspiel
               -       asymmetrischer Aufbau


    Inwiefern unterscheidet sich die modifizierte von der nominellen Lebensdauer
     eines Wälzlagers? Nennen Sie drei Punkte.

Die modifizierte Lebensdauer berücksichtigt zusätzlich die Dauerfestigkeit von Wälzlagern
bei geringen Lasten, die Wirkung des Schmierstoffs und die Verunreinigung desselben.




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Kupplungen:

    Nennen Sie drei Betätigungsarten schaltbarer Kupplungen!

   -   Fremdbetätigte Kupplungen
   -   momentenbetätigte Kupplungen
   -   drezahlbatätigte Kupplungen
   -   Richtungsbetätigte Kupplungen


    In welchen Fällen und inwiefern ist die Verteilung der Trägheitsmomente auf
     Antriebs- und Lastseite für die Beanspruchung nicht- schaltbarer Kupplungen
     von Bedeutung?

Verteilung der Trägheitsmomente immer dann von Bedeutung, wenn Beschleunigungen
auftreten. Höhe der Kupplungsbeanspruchung bei antriebsseitig verursachter Beschleunigung
vor allem vom lastseitigem Trägheitsmoment abhängig und umgekehrt.


    In welchen Fällen ist bei der Bestimmung der antriebs- und lastseitigen
     Trägheitsmomente ein reduziertes Trägheitsmoment zu bestimmen?

Reduziertes Trägheitsmoment stets dann zu bestimmten, wenn nicht alle Elemente des
Systems mit derselben Winkelgeschwindigkeit rotieren. (Wenn System ein Getriebe oder
geradlinig bewegte Massen enthält.)


    Was versteht man bei Kardangelenken (Kreuzgelenken) unter dem
     Kardanfehler?

Kardanfehler:          -     Bedeutet eine Ungleichmäßigkeit der Bewegungsübertragung.


    Wie sind die Elemente einer Gelenkwelle mit zwei Kardangelenken in Z-
     Anordnung angeordnet? Welche Vorteile besitzt diese Anordnung gegenüber
     möglichen anderen?

   -   alle drei Wellen in einer Ebene
   -   beide Beugewinkel gleich groß
   -   Gelenkgabeln der Zwischenwelle in einer Ebene

   Vorteil:     -      Gleichlauf zwischen Antriebs- und Abtriebswelle




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      Das untenstehende Diagramm zeigt schematisch den Schaltvorgang einer
       reibschlüssigen Schaltkupplung.

a)      Tragen Sie in das Diagramm den Verlauf
        des Kupplungsdrehmoments über der Zeit
        ein!

b)      Tragen Sie das zum Beschleunigen der Last
        verfügbare Drehmoment Ta ein!




      Zu welchen Typen gehören die unten abgebildeten Kupplungen jeweils?
       Beschreiben Sie ihre Funktionsweisen und nennen Sie je ein sinnvolles
       Einsatzgebiet!




MaEl II Fragen & Antworten                18
    Nennen Sie eine starre Kupplung, eine drehsteife Ausgleichskupplung und eine
     matallelastische Ausgleichskupplung! Wann setzen Sie welche ein?

Starre Kupplung:                  -               Scheibenkupplung
                                  Einsatz:        Bei exakt fluchtendem oder langem,
                                                  biegeweichen Wellen.

Drehsteife Ausgleichskupplung:    -               Klauenkupplung, Parallelkurbelkupplung,
                                                  Kardangelenk
                                  Einsatz:        Bei Wellenversatz

Metallelastische Ausgleichsk.:    -               Schraubenfederkupplung,
                                                  Simplaflexkupplung
                                  Einsatz:        Bei Wellenversatz und zur Minderung von
                                                  Drehmomentstößen.


    Skizzieren Sie eine Sicherheitskupplung und beschreiben Sie ihre
     Funktionsweise!




    Was versteht man bei einem Kardangelenk unter dem Kardanfehler?

Kardanfehler: Ungleichmäßigkeit der Bewegungsübertragung bei Betrieb mit
Beugewinkel.(periodische Drehzahlschwankungen der Abtriebswelle bei konstanter Drehzahl
der Antriebswelle.)




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      Benennen Sie die dargestellten Kupplungen! Geben Sie für jede Kupplung an, zu
       welcher Art sie gehört und für welche Einsatzfälle sie geeignet ist!




A:      Kupplung:      Scheibenkupplung
        Art:           starre Kupplung
        Einsatzfall:   Für exakt fluchtende oder lange, biegeweiche Wellen.

B:      Kupplung:      Kreuzscheibenkupplung
        Art:           drehsteife Ausgleichskupplung
        Einsatzfall:   Für Wellen mit Radialversatz und geringem Axialversatz

C:      Kupplung:      Mehrlagen- Schraubenfeder- Kupplung
        Art:           metallelastische Ausgleichskupplung
        Einsatzfall:   Für Wellen mit Radial-, Axial- und Winkelversatz, zur Minderung von
                       Drehmomentstößen.


      Was versteht man bei einer Kardangelenkwelle unter einer Z- Anordnung?
       Welchen Vorteil hat sie gegenüber möglichen anderen Anordnungem?

Z- Anordnung:          Anordnung einer Kardangelenkwelle mit zwei Kardangelenken so, dass
                       -     alle Wellen in einer Ebene liegen
                       -     die Gelenkgabeln der Zwischenwelle in einer Ebene liegen
                       -     die Beugewinkel beider Gelenke gleich groß sind
                       -     Antriebs- und Abtriebswelle parallel

Vorteil:               Kardanfehler der beiden Gelenke heben sich auf  An- und
                       Abtriebswelle laufen synchron.


      Beschreiben Sie das Funktionsprinzip einer hydrodynamischen Kupplung!

Antriebsseitig mit radial angeordneten Schaufeln versehenes Pumpenrad. Bei Rotation erfährt
die Flüssigkeit eine Beschleunigung in Umfangsrichtung durch die Schaufeln.
 Durch Fliehkraft Radialbewegung der Flüssigkeit nach außen und axiales Überströmen auf
lastseitiges, mit radial angeordneten Schaufeln versehenes Turbinenrad. Dort wird die
kinetische Energie der Flüssigkeit auf das Turbinenrad übertragen.
 Abbremsen der Flüssigkeit, Abnahme der Fliehkraft, Radialbewegung nach innen und
axiales Überströmen auf antriebsseitiges Pumpenrad.




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    Drehelastische Ausgleichskupplungen lassen sich nach der Elastizität ihres
     Kraftübertragungselementes in drei Arten unterteilen. Nennen Sie die drei
     Arten! Nennen sie zu jeder Art ein Beispiel! Geben Sie für jede Art prinzipiell
     das Dämpfungsvermögen und die Federkennlinie (Linear oder progressiv) an!




    Welche Ausgleichsfunktionen können nichtschaltbare Kupplungen haben?

   -   Ausgleich von Wellenversatz
   -   Minderung von Drehmomentstößen
   -   Dämpfung von Torsionsschwingungen


    Nennen Sie zwei starre Kupplungen! Unter welchen Voraussetzungen kann eine
     starre Kupplung verwendet werden?

Starre Kupplungen:     -     Scheibenkupplung
                       -     Schalenkupplung

Verwendung:            -     bei langen, biegeweichen Wellen


    Geben Sie für die abgebildeten Kupplungen an, ob sie die angegebenen
     Eigenschaften aufweisen (+) oder nicht (-)!




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    Was versteht man unter dem Trägheitsmoment eines Körpers?

Widerstand, den ein Körper einer Änderung seiner Winkelgeschwindigkeit entgegensetzt
( J   r 2 dm ).



    Welche Rolle spielen Trägheitsmomente bei der Auswahl von Kupplungen?

Bei Beschleunigungsvorgängen hängt die Größe der Kupplungsbeanspruchung davon ab, wie
groß das Trägheitsmoment des beschleunigten Systems ist und wie groß der Anteil des
„hinter“ der Kupplung liegenden Teils des Systems am gesamten Trägheitsmoment ist.


    Welchen Vorteil haben Lamellen- gegenüber Einscheibenkupplungen? Welche
     Nachteile muss man in Kauf nehmen?

Vorteil:       -       Großes übertragbares Drehmoment bei kleinem Außendurchmesser
Nachteile:     -       Großes Leerlaufmoment
               -       Geringe zulässige Stunden- Schaltarbeit


    Vergleichen Sie eine Klauenkupplung mit einer Bogenzahnkupplung in doppelter
     Anordnung, indem Sie jeweils zwei Vorteile nennen.

Vorteile Klauenkupplung:            Dämpfungsvermögen, große axiale Ausgleichswege,
                                    geringer Preis.

Vorteile Bogenzahnkupplung:         Hohe Torsionssteifigkeit, größere radiale
                                    Ausgleichswege.


    Welche drei Belastungsarten können für nicht- schaltbare Kupplungen kritisch
     sein?

Ein lang andauerndes (Nenn-) Moment, stoßartige Belastungen und ein wechselndes Moment.


    Inwiefern hängt bei einem aus Antriebsmaschine, Arbeitsmaschine und
     elastischer Kupplung bestehendem Zweimassensystem die
     Schwingungsamplituden von der Drehzahl ab?

Ein solches System hat mindestens eine Eigenfrequenz. Die Schwingungsamplitude ist
besonders groß, wenn die Frequenz der Drehzahl in der Nähe der Eigenfrequenz liegt.




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