10/.98 TU Ilmenau Institut für Maschinenelemente und Konstruktion Inhalte der Lehrveranstaltung 5020 Studiengang Werkstoffwissenschaft - Thüringer Modell

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TU IlmenauInstitut für Maschinenelemente

und Konstruktion Inhalte der Lehrveranstaltung 5020

Studiengang Werkstoffwissenschaft - Thüringer Modell

Werkstofforientierte KonstruktionWerkstofforientierte KonstruktionProf. Dr. G. Höhne, Dr.-Ing. E. Lotter, Prof. Dr. H.-J. Schorcht

1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion

2. Das technische Gebilde

3. Der konstruktive Entwicklungsprozeß

4. Das Optimieren der Gestalt

5. Gestaltungsrichtlinien zur Herstellung der Einzelteile

6. Gestaltungsrichtlinien für Montageteile

7. Mechanische Verbindungen

8. Federn

9. Bewegungselemente

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und Konstruktion Technisches Prinzip Libellenprüfgerät

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und Konstruktion Informationen des Technischen Prinzips

Informationen des Technischen Prinzips:

Geometrie

Anordnung

Werkstoffe

funktionswichtigerBauelemente und Kopplungenqualitativ

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und Konstruktion Technisches Prinzip Libellenprüfgerät

c

s2

s1

t

rP

As

Es y

a

b

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und Konstruktion Funktionstruktur Libellenprüfgerät

s 1=P

2 p rs E

sE

Schraubengetriebe

s 1s 2 s 1= b

a c1=y s 2

yKipptischWinkelhebel

s 2

sA= f (r,t) sE

SkalasA

cs2

s1

P

t

r

As

y

a

bEs

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und Konstruktion Informationen der Funktionsstruktur

Informationen der Funktionsstruktur:

Teilfunktionen(Funktionselemente)

Kopplungen

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und Konstruktion Funktionsstruktur Libellenprüfgerät

s 1=P

2 p rsE

sE

Schraubengetriebe

s 1s2 s1=

ba c

1=y s 2


s 2

sA= f (r,t) sE

Skala

sA

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und Konstruktion

s 1=P

2 p rsE

sE

Schraubengetriebe

s 1

c1=y s 2


s 2

sA= f (r,t) sE

Skala

sA

Gesamtfunktion Libellenprüfgerät

=sE

y

sA

P b2pr a c

y s E

sA = f (r, t) s E

s2 s1=ba

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und Konstruktion Analyseablauf 5002

Technisches PrinzipTechnisches Prinzip

FunktionsstrukturFunktionsstruktur

GesamtfunktionGesamtfunktion

Technisches GebildeTechnisches Gebilde (materielles Objekt, technische Zeichnung)

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und Konstruktion Analyseablauf 5002

7. Grenze funktionell zusammenhängende Teilsysteme ab!

8. Bestimme die Funktion der Teilsysteme!

9. Stelle die dar!

1. Bestimme Koppelstellen zur Umgebung!

2. Verfolge Funktionsfluß zwischen E und A!

3. Unterscheide funktionswichtige und -unwichtige BE und Kopplungen!

4. Eliminiere funktionsunwichtige BE und Kopplungen!

5. Bilde verallgemeinerte BE!

6. Stelle das dar!

Gegeben:

technische Prinziptechnische Prinzip

FunktionsstrukturFunktionsstruktur

GesamtfunktionGesamtfunktion

Technisches GebildeTechnisches Gebilde (materielles Objekt, technische Zeichnung)

10. Bestimme die

11. Analyse konstruktiver Einzelheiten, Simulation, Optimierung

Ergebnis: Gesamtfunktion, Funktionsstruktur, technisches Prinzip, konstruktive Besonderheiten

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und Konstruktion Analyse konstruktiver

Einzelheiten5024

StrukturbestandteileNr. Einzelteil / Kopplung

Funktion Eigenschaften

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Einzelheiten5024



4 Hebel überträgt Momenteund Bewegungen

s =2. s 1

ba

a und b bestimmen dieÜbersetzung tolerieren!

Lagermittelpunkt imSchnittpunkt der Ebenendurch Tastkugelmittelpunkteund Drehpunkt desTischlagers

F a = F b1. .

1 2

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Einzelheiten5024

7 Druckstück Gehärtet, gute Ebenheitder Tastfläche(hohe Flächenpressung in derPaarung 6/7)



überträgt Kraft F1

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Einzelheiten5024

8 Tastkopf Gehärtet, gute Oberflächen-qualität,(hohe Flächenpressung in derPaarung 8/14)



überträgt Kraft F2

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Einzelheiten5024



Verbindet Teilekraftschlüssig

4/7 Preßverbindung

4/8Größtübermaß: - 23 um

Kleinstübermaß: - 3 um

H74 r6Preßpassung

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Einzelheiten5024



ermöglicht Drehung des Hebels

4/5 Lagerung

Maximales Spiel: + 58 um

Minimales Spiel: + 10 um

F86 h9 Spielpassung

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und Konstruktion Inhalt

1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion

2. Das technische Gebilde2. Das technische Gebilde

2.1. Definition und Eigenschaften2.1. Definition und Eigenschaften

2.2. Gestalt / Struktur2.2. Gestalt / Struktur

2.3. Umgebung2.3. Umgebung

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und Konstruktion Systemeigenschaften technischer Gebilde

A=Z(E)E A

Relationen

- Anordnungen

- Kopplungen

Struktur / Gestalt

Technische GebildeTechnische Gebilde

(Maschinen, Geräte, Anlagen, Baugruppen, Einzelteile)

Technisches System

Elemente

- Einzelteile

- Baugruppen

FunktionUmgebung

- Mensch

- technische Peripherie

- Klima

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und Konstruktion

technischesGebilde

Allgemeines Funktionsmodell

Mensch

E AK K

Klima

E ASt St

technischePeripherie

Stoff

Energie

Information

E V A V

technischePeripherie

St

E

I

1 Verarbeitungsebene

3 Schnittebenen:

1 1

2

2 Kommunikationsebene

3

3 Störgrößenebene

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und Konstruktion

Libellen-prüfgerät

Prüfer

s sE A

Laborbedingungen

Dg F

Libelley

Stellung der Blase

FL

Funktionsmodell Libellenprüfgerät

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und Konstruktion Umgebung des Hebels

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und Konstruktion Lebenszyklus eines Produktes 5021

Markt, Bedürfnisse, Ziele

Forschung, Entwicklung, Konstruktion

Produktion- Teilefertigung- Montage- Prüfung

Lagerung, Transport

Vertrieb

Installation, Inbetriebnahme

Gebrauch und Nutzung

Wartung, Reparatur

Recycling, Entsorgung

Mensch technische Peripherie Klima

Entwicklungsbedingungen

Fertigungsbedingungen

Lager- und Transportbedingungen

Vertriebsbedingungen

Installations- und Inbetriebnahmebedingungen

Nutzungsbedingungen

Wartungs- und Reparaturbedingungen

Recycling- und Entsorgungsbedingungen

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und Konstruktion Inhalt

1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion1. Gegenstand und Aufgaben der Konstruktion

2. Das technische Gebilde2. Das technische Gebilde

2.1. Definition und Eigenschaften2.1. Definition und Eigenschaften

2.2. Gestalt / Struktur2.2. Gestalt / Struktur

2.3. Umgebung2.3. Umgebung

2.4. Funktion2.4. Funktion

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und Konstruktion

sA = f (r, t) s E

=sE

y

sA

P b2pr a c

y s E


Dg

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und Konstruktion

sA = f (r, t) s E

=sE

y

sA

P b2pr a c

y s E

Dg

g

(g = y ) 0H


Verallgemeinerung:

Ef A f

En A n

i i iA = Z (E )sH

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und Konstruktion Technische Grundfunktionen 5008

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Bauelement Funktion Veränderungs-merkmalkonkret allgemein

Elektromagnet

I F E AE und Aphysikalischverschieden

WandelnQualität

Quantität

yff y E A

E u. A physik.gleich, Zeitver-lauf, Zustand ver-schieden

Umsetzen

Um

form

en

E AA > E

Verstärken

E AA < E

Reduzieren

s s1 2

s2 s1

M1 M2M =2k

k

0 f. s < sM f. s=s1

1E A

SchaltenE2

A=0 f. E =E

1 f. E =E

2

2 21

20

Kurvengetriebe

Winkelhebel

Schaltkupplungsk

2I FF=

mo. w2 .I

l 2

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Bauelement Funktion Veränderungs-merkmalkonkret allgemein

Anschlag

biegsame Welle

Hebelgetriebe

Gewichtsaufzug

fA

fw w w = 0

bei f=fA

E A = 0

Sperren

Quantität

y

x 2 1n = nn2

(x ,y )n1

(x ,y )1 1 2 2

E A

Übertragen

A = E

Leiten

Ort

s

s

sa

b

1

2

3

. .

31 2

s3s

s

1

2

s = b s + a s

a+bAnzahl

ZeitAE1

E2 Speichern

A=E1t Ladent Speichernt Entladen

1s2

1 21 1

2M = M1

a

M (t ) M (t )2 2M M attt

1

s

2

>0 0 a s 0 0 a s 0 >0 >a s

M =

M =1

2 =a

i i

2

E

A

E ...En

1

...

AnVerknüpfen

A = f (E )S, P, , V

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und Konstruktion Kopplungsfunktion

BE 1 BE 2

f xsx

sy

f y

A1 i E2 i

fz

sz

f x

sx

sy

sz

f y

fz

A1 iszsx sy f y fzf x

E2 i

1

1

1

1

0

0

0 - Freiheit1 - Unfreiheit

Paarung Zylinder / Zylinder

f = 2

Kopplungsmatrix

Documents

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