ME-Klausur 2007 Ergebnisse

DeJüng · Beitrag von **DeJüng** » 07.02.2008 13:28

Huhu,
wir haben uns gerade mal an der ME Klausur von 2007 aus dem Downloadbereich versucht. Also erstmal zur ersten Aufgabe der Klausur. Die mit der Passfeder. Könnte ihr euch vielleicht mal unsere Ergebnisse ansehn und mal reinschreiben, was ihr davon haltet.
Die erste Frage die offen geblieben ist, war, ob wir bei dem Moment Mt 250 oder 250+20% annehmen sollen. (also zur Berechnung der auftretenden Pressung p=2Mt/(deffp*ln*t) )
Unsere zulässigen Pressungen: pzulWelle=260,26 MPa , pzulNabe=185,76 MPa , pzulPassfeder=158,85MPa ... die auftretenden Pressungen. pw = 58,651MPa (bzw. 70,38 MPa mit Mt =300)
pNabe 92,17Mpa (bzw. 110,6 Mpa mit Mt=300)

der Nachweis ist doch dann der Vergleich der auftretenden mit den jeweils zulässigen Pressungen? oder?
Und die zulässige Pressung der Passfeder muss größer sein als die größte auftretende Pressung an Nabe oderWelle???

Was haltet ihr denn soweit davon.
und was haltet ihr von der Aufgabe c) ? Ist das eine ganze Wellenberechnung? (ohne rautiefen????)
oder gibt es da eine andere Möglichkeit

Also danke erstmal uns bis gleich
Christoph

ascoob · Beitrag von **ascoob** » 07.02.2008 21:37

die zulässigen pressungen und die vorhandenen pressungen für Mt=300 stimmen soweit mit meinen Ergebnissen überein.
die aufgabe c) umfasst die komplette wellenberechnung und da kommt zb eine sicherheit gegen fließen von 27 heraus (keine angst - das ergebnis ist richtig, denn es wurde von unserem übungsleiter bestätigt). also viel spaß

DeJüng · Beitrag von **DeJüng** » 07.02.2008 22:06

Also da erstmal vielen Dank... das hat uns erstmal gut weitergeholfen
also ist für die pressungen ein mt von 300 anzunehmen

p.s. haben uns scon über die wahnsinnssicherheit gewundert

Stan · Beitrag von **Stan** » 08.02.2008 15:43

kann mir einer kurz erklären, wie man die sicherheit bestimmt? ich seh da nicht richtig durch, welche belastungen auftreten -.-

Sportsfreund · Beitrag von **Sportsfreund** » 09.02.2008 15:51

Bei den auftretenden Pressungen gehe ich noch mit. Aber kann mir jemand kurz erläutern, wie man auf die zulässigen Pressungen kommt? pzulWelle ist bei mir z.B. 371 N/mm²

Stan · Beitrag von **Stan** » 09.02.2008 16:34

pzulwelle=(K1(deff)*ps*phi) / Sf

mit

K1= 1-0,26*lg(deff/16mm), deff=70mm -->geometr. größeneinfluss

Sf=1,3 -->geg. sicherheit

phi=0,7, schwellende belastung-->momentenschwankung um 20%

ps=580n/mm²--->fließgrenze

Sportsfreund · Beitrag von **Sportsfreund** » 09.02.2008 17:44

Es war das Phi, das mir fehlte. Danke!

Stan · Beitrag von **Stan** » 09.02.2008 17:50

steht auch im arbeitshfet GFB5

Sheridon · Beitrag von **Sheridon** » 10.02.2008 16:05

Also ich hab mir mal über die 1. c) Gedanken gemacht. Keine Ahnung ob das so richtig ist, wäre also schön wenn ihr mal eure Meinung darüber schreibt ^^

Sicherheit gegen bleibende Verformung
Hat man ja in der a) und b) schon fast erledigt...

$S_f = \\frac{p_{zul}} {p_{max}} = \\frac{2M_t} {d t_1 (L-b)} \\frac {1} { \\large\\sigma_S \\phi} = 1,87$

Sicherheit gegen Dauerbruch
findet man im Arbeitsheft, FB 4 und 5 (in der Ausgabe 2006, in der Ausgabe 2007 die die meisten haben kann das auch ne andere Nummer haben). Jedenfalls Tragfähigkeitsberechnung von Achsen und Wellen nach DIN 743. Berechnet hab ich hier die Sicherheit gegen Dauerbruch an der Passfeder (an Welle und Nabe sollte die sicherheit eh höher sein, da die Festigkeiten der Werkstoffe deutlich höher sind). Dabei die Pressung an dem Teil der in der Welle steckt mit t1=3,5mm, da hier Pressung am höchsten ist (siehe Welle-Nabe-Verbindungen, WN12 im AH Ausgabe 06).

$S_{Dvorh} = \\frac {\\sigma_{z,dADK}} {\\sigma_{z,da}} \\ = \\ 1,57$ sigma_z,da = p_max = 110,6 N/mm2, siehe b)

mit

$\\sigma_{z,dADK} \\ = \\ \\sigma_{z,d,bWK} \\ - \\ \\Psi_{\\sigma K} \\ \\sigma_m \\ = \\ 172,1 N/mm^2$

mit

$\\sigma_{z,d,bWK} = \\sigma_{z,dW} \\ = \\ 195N/mm^2$ (Siehe AH, Festigkeitswerte für Stähle. Ohne Größeneinflussfaktor, da Passfeder kleider als Zugprobe mit 16mm Durchmesser und ohne Einfluss von Oberflächenrauheiten und sonen mist, da wir dazu eh keine Angaben haben)

und

Mittelspannungsempfindlichkeit
$\\Psi_{\\sigma K} \\ = \\ \\frac {\\sigma_{z,d,bWK}} {2 \\sigma_B \\ - \\ \\sigma_{z,d,bWK}} \\ = \\ 0,248$ (sigma_B siehe Zugfestigkeit für E295 = 490N/mm2)

und

Mittelspannung
$\\sigma_m = \\ \\frac {p_{max}} {1,2} = \\ 92,2N/mm^2$ (p_max ist maximal auftretende Pressung an Passfeder, sollte man in b) berechnet haben. Die Mittelspannung ist demzufolge um 20% kleiner da Drehmomentschwankungen um 20% auftreten)

Naja... schreibt mal was dazu ^^ Gut möglich dass ich mich bei den Werten vertippt hab, kleine Denkfehler drin sind oder gar der Ansatz kompett falsch ist (auch wenn ich hoffe dass zumindest der Ansatz richtig ist ^^)

MasterJay · Beitrag von **MasterJay** » 10.02.2008 22:10

Meiner Meinung nach ist die Sicherheit gegen bleibende Verformung bei der Passfeder
$S=\\frac{p_{zul}}{p_{max}}=\\frac{158,8MPa}{110,6MPa}=1,43$
kann mich da aber auch täuschen. Ansonsten wär es möglich, dass man die Dauerbruch Berechnung für die Welle/ Nabe noch Durchziehen muss, da erstens tordiert wird und zweitens eine Kerbe da ist?

Bei 3. hab ich 4 Schrauben raus( um genau zu sein 3,25 Schrauben)

Edit: Ansonsten hab ich für die Passfeder die selben Ergebnisse.
Edit2: Bei 2. Hab ich U_k=23,7µm und U_g=105,9µm. Gewählt --> H7/ t7 (wobei H7 gegeben war)
- Editiert von MasterJay am 11.02.2008, 10:20 -
- Editiert von MasterJay am 11.02.2008, 12:14 -

DeJüng · Beitrag von **DeJüng** » 11.02.2008 14:28

Also Jungs eins verstehe ich nicht. Wie kann man die Sicherheiten überhaupt mit den Pressungen berechnen. Dazu hab ich nämlich gar nix im Arbeitsheft gefunden. Wieso habt ihr das nicht mit der ganzen Wellenberechnung gemacht?
Wieso nehmt ihr denn an, dass das eine Zug/Druck - Beanspruchung ist?

Danke

Sheridon · Beitrag von **Sheridon** » 11.02.2008 20:23

[quote=MasterJay]Meiner Meinung nach ist die Sicherheit gegen bleibende Verformung bei der Passfeder
$S=\\frac{p_{zul}}{p_{max}}=\\frac{158,8MPa}{110,6MPa}=1,43$
[/quote]
Nicht ganz, da in der zulässigen Pressung für die Passfeder schon eine Sicherheit von 1,3 eingerechnet war... wenn man die wieder rausrechnet kommt man auf 1,86

[quote=MasterJay]Ansonsten wär es möglich, dass man die Dauerbruch Berechnung für die Welle/ Nabe noch Durchziehen muss, da erstens tordiert wird und zweitens eine Kerbe da ist?
[/quote]
Naja, könnte man sicher, aber ich denke mal dass die Passfeder mit Abstand das schwächste glied des ganzen ist... Von daher wenn die Passfeder hält hält der Rest erst recht

[quote=Zwiebacksaege]
Also Jungs eins verstehe ich nicht. Wie kann man die Sicherheiten überhaupt mit den Pressungen berechnen. Dazu hab ich nämlich gar nix im Arbeitsheft gefunden.
[/quote]
Sicherheiten kann man doch für alle Belastungen berechnen... eine sicherheit ist doch nur ein Ausdrucj dafür, wie viel irgend etwas \"überdimensioniert\" ist von der festigkeit her... Also eine Sicherheit von 3 bedeutet eben, dass irgend ein Teil die 3-fache Zug/Druck/Biege/Torsions oder was auch immer Belastung aushält, wie maximal auftritt...

[quote=Zwiebacksaege]Wieso habt ihr das nicht mit der ganzen Wellenberechnung gemacht?
Wieso nehmt ihr denn an, dass das eine Zug/Druck - Beanspruchung ist?[/quote]
s.o.: Die Welle sollte deutlich mehr aushalten als die kleine Passfeder..
Eine Druck-Beanspruchung ist es, weil durch das Drehmoment die Passfeder zusammengedrückt wird. Die dabei zusätzlich auftretende Scherspannung ist dabei laut Norm vernachlässigbar, die Festigkeitsberechnung muss also nur für die Druckbelastung durchgeführt werden. (siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Passfeder#Berechnung)

madnessmac · Beitrag von **madnessmac** » 12.02.2008 13:11

Wie berechnet man die Sicherheit in der Riemenscheibe? Die ist zwar in dieser Aufgabe äußerst großzügig dimensioniert, trotzdem würde ich das gern rechnerisch nachvollziehen (da es ja bei A auch gefordert wird) ... Nur weil die Flächenpressung zwischen Nabe und Passfeder kleiner als zulässig ist heisst das ja nicht, dass sich die Nabe nicht doch verformen kann...

Stan · Beitrag von **Stan** » 12.02.2008 19:12

hat wer die aufgabe 2 berechnet?
eigentlich identisch mitübungsaufgabe 3.2.2

meine passung wäre 45d9 für die welle

kann das wer bestätigen?

MasterJay · Beitrag von **MasterJay** » 12.02.2008 19:51

[quote]Nur weil die Flächenpressung zwischen Nabe und Passfeder kleiner als zulässig ist heisst das ja nicht, dass sich die Nabe nicht doch verformen kann...[/quote]
Würde behaupten wollen, dass es genau das heißt. Wie vorher erwähnt schwächstes Glied ist die Passfeder.
Wenn man nur nachweisen soll ob das hält, reicht die Berechnung der Passfeder. Ist mehr gefordert, wird auch mehr gemacht. Für die Sicherheit der Riemenscheibe würd ich AH1 FB3 ff. nehmen.

@Stan H7/d9 ist eindeutig ne Spielpassung --> Damit bekommst du nix übertragen. Mein Vorschlag wäre H7/ t7.

Stan · Beitrag von **Stan** » 12.02.2008 20:30

hm stimmt ich hab die vorzeichen vermehrt -.-
welches my hast du denn verwendet?
t7 passt mit meinen übermaßen irgendwie nicht...u9 könnte gehen?!
- Editiert von Stan am 12.02.2008, 20:36 -

neusachse · Beitrag von **neusachse** » 12.02.2008 21:42

Ich habe U8.

Was habt ihr bei Aufgabe 4 für ein Ergebnis?
Ich habe für l= 7,65 mm - das erscheint mir allerdings ein bisschen wenig.

Stan · Beitrag von **Stan** » 12.02.2008 22:13

u8 klingt ja schon nicht schlecht.
was hast du denn für my eingesetzte? ich weiß nicht, ob man nun haft- und/oder gleitreibung annimmt?!

neusachse · Beitrag von **neusachse** » 12.02.2008 22:20

für my hab ich 0,14 eingesetzt ....angeblich spielt die Gleitreibung keiner Rolle....

MasterJay · Beitrag von **MasterJay** » 12.02.2008 23:00

µ hab ich auch mit 0,14
was habt ihr denn für Größt- und Kleinstübermaß raus? und wenn ihr gerade dabei seid was bei zulässiger und erforderlicher Pressung?

bei 4. hab ich l=7,52mm

Stan · Beitrag von **Stan** » 12.02.2008 23:09

also 45u8 kann ich bestätigen, hab nur nen zahlendreher gehabt.
kleinstübermaß: ~49
größtübermaß: ~106
jeweils mikrometer

4) Ln=7,66mm=(2*Mt )/ ( dm*t*i*phi*pvorhanden) (phi=0,75)
pvorhanden=(K1(d)*sigma *phi ) / Sf (phi=0.7)

das wäre mein ansatz, Mt würde ich wieder auf 300Nm ansetzen
- Editiert von Stan am 12.02.2008, 23:58 -

MasterJay · Beitrag von **MasterJay** » 13.02.2008 10:28

Wieso komm ich bei der selben Formel nicht auf das selbe Ergebnis?
4. dm=48mm t=2mm i=8 sigma=335N/mm² Sf=1,5 Mt=300Nm K1=0,886

3. größtmaß hab ich das selbe, für Kleinstmaß müsste doch gelten

$p_{erf}=\\frac{2 \\cdot M_t \\cdot S_R}{\\pi \\cdot d_w^2 \\cdot l \\cdot \\mu}=p_{min}=29,94 \\frac{N}{mm^2}$

Stan · Beitrag von **Stan** » 13.02.2008 11:02

4)
$pmin=30 \\frac {N} {mm^2}$ kann ich bestätigen
kleinstübermaß: $Zk=pmin* \\frac {dw}{E} * \\frac {2} {1-(Qa)^2} =16,12$
Übermaßverlust: $U=0.8*(Rzwelle*Rzbohrung)=7,6$
erforderliches Kleinstübermaß: $Uk= Zk + U=23,7$
Bohrung: H7 : Aob=25
Unteres Wellenabmaß: $Auw=Aob+Uk=49$

jeweils in mikrometer

2) $K1=0,871$ bei mir (deff=100mm), sonst identisch

3) bist du dir sicher, dass man $Fm=0,7sigma*As$ ansetzen kann?
ich hab Fm über die formel aus SR18 berechnet und komme auf $Fm=12595N$
und damit auf $i=4,23$ , also 5 schrauben?!

- Editiert von Stan am 13.02.2008, 11:42 -

DeJüng · Beitrag von **DeJüng** » 13.02.2008 11:46

Sagt mal, sollten wir die Sicherheiten nicht am Passfederauslauf berechnen? Das heißt doch, dass ich die Sicherheiten der Welle berechnen muss und zwar genau NACH der Passfeder. Für mich klingt das nach einer kompletten Wellenberechnung für Sd und Sf (auch weil in der Aufgabe 22 Punkte vergeben wurden)

Edit Hat von euch jemand die Aufgabe 5 gelöst?

Stan · Beitrag von **Stan** » 13.02.2008 12:24

5
a) Sf=15,6 , wobei mir das sehr komisch vorkommt

edit: hatte nen tippfehler r=0,66mm müsste bei 5b herauskommen
- Editiert von Stan am 13.02.2008, 13:29 -