Zur Navigation springen Zum Inhalt springen

Lehre

Lehrgebiete

Konstruktion Maschinenelemente Qualitätssicherung Systemzuverlässigkeit

Lehrveranstaltungen

LehrveranstaltungStudiengang
Konstruktion 1Maschinenbau, Kunststofftechnik
Konstruktion 2Maschinenbau, Kunststofftechnik
Technische Produktentwicklung
Maschinenbau
Maschinenelemente 1Maschinenbau, Kunststofftechnik
Maschinenelemente 2Maschinenbau, Kunststofftechnik
QualitätssicherungMaschinenbau, Kunststofftechnik
SystemzuverlässigkeitInnovation Focused Engineering and Managament

Konstruktion

In der Konstruktion laufen alle technischen Informationen zusammen. Sie verantwortet Funktion und Gebrauchstüchtigkeit aller vom Unternehmen erzeugten Produkte. Darüber hinaus hat sie wesentlichen Einfluss auf Kosten und Preise. 50 bis 70% der Herstellkosten werden von der Konstruktion durch Entscheidungen hinsichtlich Gestaltung, Toleranzen, Werkstoffe und Fertigungsverfahren festgelegt. Dagegen sind nur 15 bis 20% der Herstellkosten direkt von der Fertigung zu verantworten. Die konstruktive Tätigkeit ist daher von kaum zu überschätzender Bedeutung für die Marktstellung und Wettbewerbsfähigkeit eines Maschinenbau-Unternehmens.

Auf Grund der geschilderten Verantwortung, der fachlich interessanten Aufgabenstellung und der Möglichkeit schöpferischer Arbeit bietet die Konstruktion besondere berufliche Entfaltungsmöglichkeit.

3D-CAD

Moderne 3D-CAD-Programme sind aus der Entwicklung neuer Produkte nicht mehr wegzudenken. Sie gehören zum normalen Alltag des Ingenieurs.

Die Hochschule Amberg-Weiden bietet ihren Studierenden zwei hochwerte 3D-CAD-Programme in der Lehre an, die zu den anerkanntesten 3D-CAD-Programmen in der Industrie zählen:

  • CATIA V5
  • Creo 3.0

Konstruktion 1

Lernziele

Kenntnis der wichtigsten Verfahren zur Darstellung technischer Gegenstände durch geeignete Methoden. Fähigkeit zum räumlichen Vorstellungsvermögen. Fähigkeit zur anschaulichen Darstellung technischer Gegenstände. Kenntnis der wichtigsten Gestaltungsregeln technischer Produkte. Gestaltung und Auslegung einfacher technischer Produkte. Fähigkeit, ein 3D-CAD System für die normgerechte Darstellung einer Baugruppe und von Einzelteilen anzuwenden. Fähigkeit zur Erstellung von Zeichensätzen: Einzelteil-, Zusammenstellungszeichnungen, Stücklisten. Fähigkeit zum Arbeiten mit Normen.

Lerninhalte

Darstellungsmethoden:

  • Punkte, Geraden und Ebenen im Raum
  • Spurpunkte – Spurgeraden – Hauptlinien der Ebene
  • Neigungswinkel von Geraden + Ebenen im Raum
  • Schnittfiguren ebener räumlicher Körper
  • Normalrisse – Umprojektionen – Kettenrisse
  • Achsenaffinität – Kegel- und Kugelschnitte
  • Ellipsenkonstruktion mit Tangenten, Umrissberührpunkte, Tangential- und Normalenebenen
  • Kreis im Raum; Punktdrehung auf Kreis / Ellipse
  • Schattengrenzlinien am gekippten Kegel
  • Abwicklungen mit Schnittkurven und Tangenten
  • Verschneidungsverfahren der Grundkörper
  • Tangenten an Raumkurven; Flächenkrümmungen

Axonometrische Projektion, isometrische und dimetrische Darstellung.

Zeichnungsnormen, insbesondere normgerechte

  • Darstellung von Körpern in der Dreitafelprojektion
  • Darstellung von Schnitten, Einzelheiten, Ausbrüche
  • Bemaßung (fertigungs-, funktions-, prüfgerecht)
  • Angabe von Maßtoleranzen
  • Angabe von Form- und Lagetoleranzen und fertigungsgerechte Angabe der Oberflächenbeschaffenheit
  • Angabe von Kantenzuständen
  • Darstellung von Gewinden und Schraubverbindungen
  • Erstellung von Zeichnungssätzen (Einzelteil-, Zusammenstellungszeichnungen,
  • Stückliste)

Normzahlen und Normreihen, Teamarbeit.

3D-CAD:

  • Grundlegende Fähigkeiten im Umgang mit einem 3D-CAD-System
  • Bauteilmodellierung,
  • Modellierung von Baugruppen,
  • Ableiten von Zeichnungen von 3D-Modellen

Präsentation der Ergebnisse der Studienarbeiten vor der gesamten Semestergruppe

Lernmaterial

  • Skript, CAD-Software: Pro/Engineer/Wildfire und CATIA V5
  • Hoischen, H., Hesser, W.: „Technisches Zeichnen“, 32. Aufl., Cornelsen Verlag, Berlin, 2009.
  • Labisch, S.; Weber, Ch.: „Technisches Zeichnen“, 3. Aufl., Vieweg Verlag, Braunschweig, Leipzig, 2008.
  • Vogelmann J.: Darstellende Geometrie, 6. Aufl., Vogel Buchverlag, Würzburg, 2010.
  • Wyndorps, P.: 3D-Konstruktion mit Pro/Engineer – Wildfire; 5. Aufl.; Verlag Europa-Lehrmittel; Haan-Gruiten, 2010

Konstruktion 2

Lernziele

  • Vertiefte Kenntnisse der Gestaltungsregeln von Konstruktionen.
  • Fortgeschrittene Fähigkeit, ein 3D-CAD System für die normgerechte Darstellung einer Baugruppe und von Einzelteilen anzuwenden.
  • Fähigkeit in der Anwendung FEM-unterstützter Auslegung von Bauteilen sowie in der Anwendung CAD-unterstützter kinematischer Simulationen.
  • Fähigkeit beispielhafte Programme zur Auslegung von Komponenten anzuwenden.
  • Grundlegende Fähigkeiten in der methodischen Bearbeitung von Konstruktionsprojekten.
  • Fähigkeit in der Anwendung elektronischer Bauteilbibliotheken und –kataloge.

Lerninhalte

Grundregeln, Prinzipien und Richtlinien der Gestaltung:

  • Normgerecht
  • Beanspruchungsgerecht (Festigkeit, Steifigkeit, Werkstoff)
  • Fertigungsgerecht (Urformen, Umformen, Spanen, Werkstoff)
  • Sicherheitsgerecht
  • Montagegerecht
  • Instandhaltungsgerecht
  • Korrosionsgerecht
  • Umwelt- und Recyclinggerecht
  • Ergonomiegerecht
  • Qualitätsgerecht
  • Kostengünstig

Computerunterstützte Auslegung von Komponenten (z.B. Schraubverbindungen, Welle-Nabe-Verbindungen, Wälzlager, Zahnräder, Wellen).

Vereinfachte Kostenkalkulation nach VDI 2225.

Methodisches Konstruieren:

  • Klären der Aufgabenstellung
  • Ausarbeiten der Anforderungslisten
  • Aufstellung der Funktionsstruktur
  • Suche nach Lösungsprinzipien der Teilfunktionen
  • Kombinierung von Lösungsprinzipien zur Gesamtfunktion
  • Bewertung der Konstruktionsvarianten

Teamorientierte Bearbeitung komplexer Aufgabenstellungen.

Präsentation der Resultate vor der gesamten Semestergruppe.

Lehrmaterial

  • Skript, CAD-Software: Pro/Engineer/Wildfire, Pro/Mechanica und CATIA V5, Auslegungsprogramm MDesign. Bauteilkataloge der Fa. Traceparts, Online zugängliche Produktkataloge wie Medias.
  • Wyndorps, P.: 3D-Konstruktion mit Pro/Engineer – Wildfire; 5. Aufl.;
    Verlag Europa-Lehrmittel; Haan-Gruiten, 2010.
  • Vogel, M; Ebel, T.: Pro/Engineer und Pro/Mechanica; 5. Aufl., Hanser Verlag; München, 2008.
  • Pahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Konstruktionslehre; 7.
    Auflage; Springer-Verlag; Berlin, Heidelberg; 2007.

Technische Produktentwicklung

Lernziele

Fähigkeit zur Konzeption komplexer, technischer Produkte und Systeme unter Anwendung konstruktions- und entwicklungsmethodischer Vorgehensweisen sowie fortgeschrittener CAD- und CAE-Software.
Kenntnisse verschiedener Kreativtechniken zum gezielten Erzeugen neuer Produktideen. Fähigkeit in der Anwendung von Konstruktionskatalogen zur Entwicklung technischer Produkte. Kompetenzen in der Anwendung konstruktiver Gestaltungsregeln. Kenntnisse über Ähnlichkeitsgesetzte
zur Entwicklung von Baureihen. Fähigkeit zum Aufbau von Baukastensystemen. Fähigkeit in der Anwendung unterschiedlicher Nummerungssysteme. Kenntnisse in der Entwicklung verschiedener technischer Produkte z.B. im Bereich Automatisierungstechnik, Leichtbau oder faserverstärkter Verbundwerkstoffe. Fähigkeit Entwicklungsprojekte zu planen und zu organisieren.
Kenntnisse in den Auslegungsprinzipien von Mechanismen, Fähigkeit zum Design von intelligenten Bewegungsabläufen durch Getriebe und Mechanismen. Fähigkeit zur Analyse und Optimierung geometrischer und kinematischer Parameter von Koppelgetrieben.

Lerninhalte

Entwicklung technischer Produkte unter Anwendung fortgeschrittener
3D-CAD- und CAE-Software und unter Beachtung methodischer
Vorgehensweisen.

Entwicklungsmethodik:

  • Planen (Marktanalyse, Trendanalysen, Patentrecherchen)
  • Kreativtechniken
    • Intuitive Methoden (Brainstorming, 6-3-5-Methode, Galeriemethode, Bionik)
    • Diskursive Methoden (Morphologischer Kasten, Ursache-Wirkungs-Diagramm)
    • Kombinierte Methoden (Wertanalyse, TRIZ)
  • Ausarbeiten
  • Entwerfen
  • Technisch-Wirtschaftliche Bewertung von Konzeptvarianten
  • Konzipieren (Anforderungsliste, Abstrahieren, Black-Box, Untergliedern in Teilfunktionen, Suche nach Lösungsprinzipien zur Erfüllung der Teilfunktion, Kombinieren der Teilprinzipien zur Erfüllung der Gesamtfunktion.

Anwendung von Gestaltungsregeln unter besonderer Beachtung der
aufgabenspezifischen Fragestellungen z.B. auf dem Gebiet der
Automatisierungstechnik, des Leichtbaus oder der Anwendung
faserverstärkter Verbundwerkstoffe.

Grundlagen der Getriebe- und Mechanismentechnik, Entwurf,
Auslegung und Optimierung von getriebetechnischen Baugruppen für
den Maschinen- und Gerätebau, Getriebesynthese und kreative
Entwicklung neuer Getriebestrukturen

Ähnlichkeitsgesetze und Baureihenentwicklung

Verwendung von Konstruktionskatalogen.

Entwicklung von Baukästen.

Aufbau von Nummerungssystemen.
Computerunterstützte Planung und Organisation von Entwicklungsprojekten.

Teamorientierte Bearbeitung komplexer Aufgabenstellungen.

Präsentation der Resultate vor der gesamten Semestergruppe.

Lehrmaterial

  • Skript, CAD-Software: Pro/Engineer/Wildfire, Pro/Mechanica und CATIA V5, Auslegungsprogramm MDesign. Projektplanungsprogramm MS-Project. Bauteilkataloge der Fa. Traceparts, Online zugängliche Produktkataloge wie Medias.
  • Klein, B.: TRIZ/TIPS - Methodik des erfinderischen Problemlösens, 2. Aufl., Oldenburg Verlag, München 2007
  • Pahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: Konstruktionslehre; 7. Auflage; Springer-Verlag; Berlin, Heidelberg; 2007.
  • Vogel, M; Ebel, T.: Pro/Engineer und Pro/Mechanica; 5. Aufl., Hanser Verlag; München, 2008.
  • Wyndorps, P.: 3D-Konstruktion mit Pro/Engineer – Wildfire; 5. Aufl.; Verlag Europa-Lehrmittel; Haan-Gruiten, 2010.
  • VDI 2220: Produktplanung. VDI-Verlag, Düsseldorf.
  • VDI 2221: Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technische
    Systeme und Produkte. VDI-Verlag, Düsseldorf.
  • VDI 2222: Konstruktionsmethodik – Methodisches Entwickeln von Lösungsprinzipien. VDI-Verlag, Düsseldorf.

Maschinenelemente

Maschinenelemente sind Bauteile zum Aufbau von Maschinen, Geräten und Apparaten. Sie werden in gleicher oder ähnlicher Form immer wieder verwendet. Es wird zwischen

  1. Verbindungselementen wie Schrauben, Bolzen, Niete, Schweiß-, Löt-, und Klebeverbindungen, sowie
  2. Lagerungs- und Übertragungselementen wie Gleit- und Wälzlager, Kupplungen, Zahnräder und Getriebe unterschieden.

Die Vorlesung Maschinenelemente 1 im ersten und zweiten Semester der Studiengänge Maschinenbau und Kunststofftechnik behandelt die Verbindungselemente, die Vorlesung Maschinenelemente 2 im dritten und vierten Semester der o.g. Studiengänge behandelt die Lagerungs- und Übertragungselemente.

Ziel der Vorlesung ist, dass die Studierenden die Fähigkeit erlernen, die für den jeweiligen Anwendungsfall geeigneten Maschinenelemente auszuwählen und auszulegen. Hierbei ist der Gestaltungsgrundsatz „einfach, eindeutig und sicher“ zu beachten.

Maschinenelemente I

Innerhalb der Vorlesung Maschinenelemente 1 wird das Themengebiet „Verbindungselemente“ behandelt. Zu den Verbindungslementen gehören Schrauben, Bolzen, Niete, Schweiß-, Löt-, und Klebeverbindungen. Darüber hinaus wird das Thema "Toleranzen und Passungen" bearbeitet, das in der industriellen Praxis von großer Bedeutung ist. Schließlich wird das Thema „Festigkeit und zulässige Spannungen“ behandelt, das eine Grundvoraussetzung für die Auslegung und den Festigkeitsnachweis von Maschinenelementen darstellt.

Lernziele

Kenntnisse auf dem Gebiet der Tolerierung von Maschinenelementen.
Fähigkeit der Auslegung einfacher Maschinenelemente für die stoff-,
kraft- und formschlüssige Verbindung.

Lerninhalte

Toleranzen und Passungen. Form- und Lagetoleranzen. Kenngrößen
zur Beschreibung von Oberflächenrauhigkeiten. Grundlagen des
Festigkeitsnachweises von Maschinenelementen. Gestaltung, Ausführung,
Auslegung von Nietverbindungen, Kleb- und Lötverbindungen,
Bolzen- und Stiftverbindungen, Schweißverbindungen,
Schraubenverbindungen und Welle-Nabeverbindungen.

Gliederung der Vorlesung Maschinenelemente I im 1. Semester


Maschinenelemente I – 1.Semester
1. Toleranzen und Passungen
1.1. Toleranzen
1.1.1. Grundbegriffe der Toleranzen
1.1.2. ISO-Grundtoleranzsystem
1.1.2.1. Der ISO-Toleranzfaktor i
1.1.2.2. Der ISO-Toleranzfaktor I
1.1.3. ISO-Grundabmaßsysteme
1.2. Passungen
1.2.1. Passungssysteme
1.2.1.1. ISO-Passsystem Einheitsbohrung (EB)
1.2.1.2. ISO-Passsystem Einheitswelle (EW)
1.2.1.3. Passsystem für Wälzlager
1.2.2. Fügen von Übermaßpassungen durch Temperaturunterschiede
1.3. Form- und Lagetoleranzen
1.4. Oberflächenrauhigkeiten
2. Nietverbindungen
2.1. Berechnung der Tragfähigkeit der Niete
2.1.1. Abscherung
2.1.2. Lochleibungsdruck (Flächenpressung)
2.1.3. Biegebeanspruchung
2.1.4. Berechnung der Tragfähigkeit der Anschlussteile
2.1.4.1. Abreißen des Bleches
2.1.4.2. Ausreißen des Bleches
2.1.5. Beispiel
3. Klebverbindungen
3.1. Berechnung der Klebverbindung
3.1.1. Schubbeanspruchung
3.1.2. Ermittlung der erforderlichen Überlappungslänge
3.1.3. Zugbeanspruchung
3.1.4. Zulässige Spannungen der Klebverbindung
4. Lötverbindungen
4.1. Berechnung der Lötverbindung
4.1.1. Schubbeanspruchung
4.1.2. Ermittlung der erforderlichen Überlappungslänge
4.1.3. Zugbeanspruchung
4.1.4. Zulässige Spannung der Lötverbindung
5. Bolzen- und Stiftverbindungen
5.1. Berechnung der Bolzenverbindung
5.1.1. Spiel in Stange und Gabel
5.1.2. Spiel in Stange, Übermaßpassung in Gabel
5.1.3. Spiel in Gabel, Übermaßpassung in Stange
5.2. Entwurfsberechnung der Bolzenverbindung
5.3. Nachprüfung der Bolzenverbindung
5.3.1. Biegespannung
5.3.2. Schubbeanspruchung (nur im Fall 5.1.3)
5.3.3. Flächenpressung im Bereich des Spieles (dynamische Beanspruchung)
5.4. Berechnung der Querstiftverbindung
5.4.1. Flächenpressung
5.4.1.1. In der Nabe
5.4.1.2. In der Welle
5.4.2. Schubspannung im Stift
5.5. Berechnung der Steckstiftverbindung
5.5.1. Biegung
5.5.2. Flächenpressung
5.5.2.1. Flächenpressung infolge Biegung
5.5.2.2. Flächenpressung infolge Druckspannung
5.6. Berechnung von Längsstiftverbindungen unter Drehmoment
5.6.1. Flächenpressung
5.6.2. Scherung
5.6.3. Spannstifte
6. Festigkeit und zulässigen Spannungen
6.1. Festigkeitshypothesen
6.1.1. Normalspannungshypothese
6.1.2. Schubspannungshypothese
6.1.3. Gestaltänderungsenergiehypothese
6.1.3.1. Formänderungsarbeit
6.1.3.1.1. Zug
6.1.3.1.2. Schub
6.2. Dynamische Beanspruchung
6.3. Dynamische Beanspruchbarkeit von Werkstoffen
6.3.1. Die Wöhlerkurve
6.3.2. Das Smithdiagramm
6.4. Der Festigkeitsnachweis
6.4.1. Statische Beanspruchung
6.4.2. Dynamische Beanspruchung
6.4.3. Sicherheiten
7. Schweißverbindungen
7.1. Berechnung der Nahtspannungen
7.1.1. Zug-, Schub-, Druckbeanspruchung
7.1.2. Biegung
7.1.3. Zusammengesetzte Beanspruchung
7.2. Festigkeitsnachweis mit Verschwächungsbeiwerten
7.2.1. Statisch
7.2.2. Dynamisch
7.3. Festigkeitsnachweis nach DIN 15018 Teil 1
7.3.1. Statisch
7.3.2. Dynamisch

Gliederung der Vorlesung Maschinenelemente I im 2. Semester


1. Schrauben-Verbindungen
1.1. Berechnung von Schraubenverbindungen
1.2. Das Verspannungsschaubild
1.2.1. Betriebskraft greift direkt unter der Schrauben- bzw. Mutternauflage an
1.2.2. Betriebskraft greift nicht direkt unter der Schrauben- bzw. Mutternauflage an
1.3. Hauptdimensionierungsgleichung
1.4. Nachweis der Haltbarkeit einer Schraubenverbindung nach VDI 2230 anhand eines Berechnungsbeispiels
1.5. Ergänzende Anmerkungen
2. Welle-Nabe-Verbindungen
2.1. Passfederverbindungen
2.2. Keil- und Zahnwellenverbindungen
2.3. Polygonwellen
2.3.1. P3G
2.3.2. P4C
2.4. Längskeilverbindungen
2.5. Tangentialkeilverbindungen
2.6. Klemmverbindungen
2.7. Kegelsitzverbindungen
2.8. Spannelementverbindungen
2.8.1. Zusammenhang zwischen erforderlicher und wirksamer Axialkraft
2.8.2. Kräfte am Spannelement
2.8.2.1. Zusammenhang zwischen Axial- und Normalkraft
2.8.3. Übertragbares Moment
2.8.4. Übertragbare Axialkraft
2.8.5. Gleichzeitige Auftreten eines Momentes und einer Axialkraft
2.8.6. Verwendung mehrerer Spannelemente
2.8.7. Weitere Auslegungspunkte
2.9. Pressverbindungen
2.9.1. Beanspruchungen eines dickwandigen Rohres
2.9.2. Verhältnisse in der Pressverbindung (DIN 7190)
2.9.3. Berechnung des erforderlichen Fugendruckes
2.9.3.1. Axialkraftübertragung
2.9.3.2. Momentübertragung
2.9.3.3. Axialkraft- und Momentübertragung
2.9.4. Berechnungsbeispiel
2.9.4.1. Erforderlicher Fugendruck
2.9.4.2. Berechnung von Hilfsgrößen
2.9.4.3. Überprüfung, on rein elastische Beanspruchung vorliegt
2.9.4.4. Bestimmung des bezogenen wirksamen Übermaßes
2.9.4.5. Bestimmung des minimal erforderlichen Übermaßes
2.9.4.6. Bestimmung des maximal zulässigen Übermaßes
2.9.4.7. Ermittlung von Wellen- und Bohrungstoleranz
2.9.4.8. Thermisches Fügen von Querpressverbänden
2.9.4.9. Fügen von Längspressverbänden
2.9.4.10. Beanspruchung durch Fliehkraft
2.9.5. Elastisch-Plastische Pressverbindungen

Prüfung

Die schriftliche Prüfung erfolgt am Ende des zweiten Semesters.

Dauer: 90 Minuten

Die Prüfung ist in zwei Teile aufgeteilt:

  1. Einen Kenntnisteil, in dem ingenieurwissenschaftliche Grundkenntnisse auf dem behandelten Teilgebiet der Maschinenelemente abgefragt werden.
  2. Einen Berechnungsteil, in dem in der Regel eine Aufgabe berechnet werden muss.

Der Kenntnisteil dauert 60 Minuten. Hier sind außer einem Taschenrechner keine Hilfsmittel erlaubt. Der Berechnungsteil dauert 30 Minuten. Hier ist die Formelsammlung Maschinenelemente I als Hilfsmittel erlaubt.

Entsprechend der Dauer der Teilprüfungen hat der Kenntnisteil eine Gewichtung von 66,7% und der Berechnungsteil eine Gewichtung von 33,3%.

Maschinenelemente II

Innerhalb der Vorlesung Maschinenelemente II wird das Themengebiet „Lagerung und Übertragungselemente“ behandelt. Zu diesem Themengebiet gehören die Bereiche Tribologie, die Gleit- und Wälzlagerungen, Kupplungen, Federn, Achsen und Wellen, Zahnräder, Zahnradgetriebe und Umschlingungsgetriebe.

Lernziele

Fähigkeit der Auslegung von komplexen Maschinenelementen und
Getrieben.

Lerninhalte

Gestaltung, Ausführung und Auslegung von Gleit- und Wälzlagern,
Kupplungen, Federn, Achsen und Wellen, Zahnrädern,
Umschlingungstrieben und Umlaufgetrieben.

Gliederung der Vorlesung Maschinenelemente II im 3. Semester

1. Tribologie
1.1. Die wichtigsten Reibungsgesetze
1.1.1. Trockene Reibung (Coulomb)
1.1.2. Rollreibung (Grashof)
1.1.3. Flüssigkeitsreibung (Newton)
1.2. Öle und Fette
2. Gleitlager
2.1. Hydrostatische Lager
2.2. Hydrodynamische Lager
3. Wälzlager
3.1. Wälzlagerbauformen
3.2. Maßreihen
3.3. Hertzsche Pressung
3.4. Gestaltung von Wälzlagerungen
3.5. Wälzlagerschäden - Ursachen, Abhilfemaßnahmen
3.6. Auslegung von Wälzlagern
4. Kupplungen
4.1. Einteilung von Kupplungen
4.2. Bauformen
4.3. Auslegung von schaltbaren, fremdbetätigten, reibschlüssigen Kupplungen

Gliederung der Vorlesung Maschinenelemente II im 4. Semester

1. Federn
1.1. Kriterien für die Auswahl von Federn
1.2. Federarbeit
1.3. Artnutzwert
1.4. Bauformen von Federn
1.4.1. Zug-/Druckfeder
1.4.2. Biegefeder
1.4.3. Torsionsfedern
1.5. Gummifedern
2. Achsen und Wellen
2.1. Achsen
2.1.1. Auslegung
2.2. Wellen
2.2.1. Auslegung
2.2.2. Biegekritische Drehzahl
2.2.3. Verdrehkritische Drehzahl
2.2.4. Auslegungsbeispiel
3. Zahnräder
3.1. Einteilung von Zahnrädern
3.2. Verzahnungsgesetz
3.3. Rollkurven
3.4. Verzahnungsgeometrie
3.5. Profilverschiebung
3.6. Schrägverzahnung
3.7. Beanspruchung von Zahnrädern
3.8. Auslegung von Zahnrädern
3.8.1. Zahnbruch
3.8.2. Pitting
3.8.3. Warmfressen
3.9. Auslegungsbeispiel
3.10. Kegelzahnräder
3.11. Schneckenzahnräder
4. Planetengetriebe
4.1. Einführung
4.2. Entstehung von Planetengetrieben
4.3. Aufbau und Einteilung von Planetengetrieben
4.4. Kinematische Verhältnisse in Planetengetrieben (Kutzbachplan, Formel nach Willis)
4.5. Kräfte und Momente im Planetengetrieben
4.6. Leistung und Wirkungsgrad
5. Umschlingungstriebe
5.1. Kettengetriebe
5.1.1. Kettenarten
5.1.1.1. Rollenkette
5.1.1.2. Zahnkette
5.1.2. Kinematik des Kettentriebes
5.1.3. Auslegung von Kettentrieben
5.1.4. Gestaltung von Kettentrieben
5.2. Riemengetriebe
5.2.1. Riemenarten
5.2.1.1. Flachriemen
5.2.1.2. Keilriemen
5.2.1.3. Zahnriemen
5.2.2. Kräfte am Riementrieb
5.2.3. Auslegung von Riementrieben
5.2.4. Gestaltung von Riementrieben

Prüfung

Die schriftliche Prüfung erfolgt am Ende des vierten Semesters.

Dauer: 90 Minuten

Die Prüfung ist in zwei Teile aufgeteilt:

  1. Einen Kenntnisteil, in dem ingenieurwissenschaftliche Grundkenntnisse auf dem behandelten Teilgebiet der Maschinenelemente abgefragt werden.
  2. Einen Berechnungsteil, in dem in der Regel eine Aufgabe berechnet werden muss.

Der Kenntnisteil dauert 60 Minuten. Hier sind außer einem Taschenrechner keine Hilfsmittel erlaubt. Der Berechnungsteil dauert 30 Minuten. Hier ist als Hilfsmittel eine zweiseitige (DINA4), handgeschriebene Formelsammlung erlaubt.

Entsprechend der Dauer der Teilprüfungen hat der Kenntnisteil eine Gewichtung von 66,7% und der Berechnungsteil eine Gewichtung von 33,3%.

Qualitätssicherung

Ziel der Vorlesung

Ziel der Vorlesung Qualitätssicherung ist folgende Kenntnisse und Fähigkeiten zu erlangen:

  • Kenntnisse auf dem Gebiet der Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik.
  • Fähigkeit zur Auswahl und Anwendung von Methoden zur Beurteilung
    und Optimierung der Qualität und Zuverlässigkeit technischer Produkte
    und Prozesse.
  • Fähigkeit der Anwendung der System-FMEA in Entwicklungs- und
    Fertigungsprozessen.
  • Fähigkeit zur Anwendung von Stichprobenanweisung qualitativer und
    quantitativer Merkmale in Wareneingangsprüfungen.
  • Fähigkeit zur Auswertung von Versuchen mit Hilfe von Wahrscheinlichkeitsnetzen der Normal-, Lognormal- und Weibullverteilung.
  • Fähigkeit zur Berechnung und Anwendung der Prozessfähigkeitsindizes
    cp und cpk zur Lenkung von Fertigungsprozessen

Unterstützung durch die Fa. APIS Informationstechnologien GmbH

Wir bedanken uns bei der APIS Informationstechnologien GmbH für die freundliche Unterstützung und für die kostenlose Bereitstellung der FMEA-Software "APIS IQ-Software" für Forschung und Lehre!

Literaturempfehlung

  • Masing, W. (Herausg.): Handbuch Qualitätsmanagement, Carl Hanser, München, Wien. ISBN: 3-446-19397-9.
  • Timischl, W.: Qualitätssicherung. Carl Hanser, München, Wien. ISBN 3-446-18591-7
  • DGQ-Schrift Nr. 17-26: Das Lebensdauernetz. DGQ, Frankfurt a. Main. ISBN 3-410-32835-1
  • DGQ-Schrift Nr. 16-33: SPC-3 Anleitung zur Statistischen Prozesslenkung (SPC): Qualitätsregelkarten, Prozessfähigkeitsbeurteilungen (Cp, Cpk), Fehlersammelkarte, 1. Aufl. DGQ Frankfurt a. Main. ISBN 3-410-32821-1
  • Verband der Automobilindustrie (VDA): Sicherung der Qualität vor Serieneinsatz, Teil 4.2: System-FMEA.

Systemzuverlässigkeit

Ziel der Vorlesung

Ziel der Vorlesung "Systemzuverlässigkeit" innerhalb des Moduls "Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit" im Masterstudiengang "Innovationsfokussierter Maschinenbau" ist Kenntnis über die Methoden zur Ermittlung der Zuverlässigkeit technischer Systeme zu erlangen und Sicherheit bei der Anwendung dieser Methoden zu erhalten.

Lerninhalte

Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung; Ereignismenge und Elementarereignisse; Begriffe der Mengenlehre (Leere Menge, Teilmenge, Durchschnitt, Vereinigung, Komplement, Potenzmenge, Formeln nach de Morgan). Permutation und Kombination, Wahrscheinlichkeitsbegriff nach Laplace und nach von Mises, Axiomatische Definition der Wahrscheinlichkeit nach Kolomogoroff. Diskrete und stetige Zufallsvariablen. Wahrscheinlichkeits- und Verteilungfunktion diskreter Zufallsvariabler; Dichtefunktion und Verteilungsfunktion stetiger Zufallsvariabler. Quantile, Erwartungswert, Streungsmaße, Momente höherer Ordnung diskreter und stetiger Zufallsvariabler. Addition und Subtraktion von Erwartungswerten und Streuungsmaßen unabhängiger und abhängiger Zufallsvariabler. Spezielle Verteilungen: Binominal-, Hypergeometrische, Normal-,
Exponential- sowie zwei- und dreiparametriger Weibullverteilung.

Zuverlässigkeitskenngrößen, Fehlerbaumanalyse; Ereignisablaufanalyse; Zuverlässigkeitsblockdiagrammanalyse; Part Count Methode; Part Stress Methode; Zuverlässigkeitswachstum; heiße, kalte und warme Redundanz; komplexere Redundanzen (zwei aus drei, usw.). Reihen-, Parallel- und gemischte Anordnungen, Methode der Minimalen Schnitte, Methode der minimalen Pfade, Wahrheitstafel.

Nach oben