Trainer Tabellenbuch Metall

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wenden das Buch als Übungsmaterial zum Umgang mit dem Tabellenbuch Metall an. Die Lösungen der Aufgaben werden in einem separaten Lösungsheft  ...
EUROPA-FACHBUCHREIHE für Metallberufe

Trainer Tabellenbuch Metall Fit in der Anwendung

1. Auflage

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG Düsselberger Straße 23 · 42781 Haan-Gruiten Europa-Nr.: 14030

Autoren: Michael Hötger Marcus Molitor Volker Tammen

Sundern Warstein-Belecke Oldenburg

Lektorat: Roland Gomeringer, Meßstetten

Bildbearbeitung: Zeichenbüro des Verlages Europa-Lehrmittel, Ostfildern

Maßgebend für die Anwendung der Normen und der anderen Regelwerke sind deren neueste Ausgaben. Sie können durch die Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin, bezogen werden. Inhalte des Kapitels „Programmaufbau bei CNC-Maschinen nach PAL“ richten sich nach Veröffentlichungen der PAL-Prüfungsaufgaben- und Lehrmittelentwicklungsstelle der IHK Region Stuttgart.

1. Auflage 2014 Druck 6 5 4 3 2 Alle Drucke dieser Auflage sind im Unterricht nebeneinander einsetzbar, da sie bis auf korrigierte Druckfehler und kleine Normänderungen unverändert sind. ISBN 978-3-8085-1403-0 Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden. © 2014 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruiten http://www.europa-lehrmittel.de Satz: Satz+Layout Werkstatt Kluth GmbH, 50374 Erftstadt Umschlag: Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 Rimpar Umschlagfotos: TESA/ Brown & Sharpe, CH-Renens, und Seco Tools GmbH, Erkrath Druck: Konrad Triltsch Print und digitale Medien GmbH, 97199 Ochsenfurt-Hohestadt

Vorwort

Im Rahmen des handlungsorientierten Unterrichts ist das Tabellenbuch Metall eine der Hauptinformationsquellen. Das selbstständige Lernen und Arbeiten erfordert einen sicheren Umgang mit Formeln, Tabellen und Fachinformationen. Dazu gehören neben dem Auffinden von Inhalten auch die Verknüpfung von technischen Werten, die an unterschiedlichen Verweisstellen stehen, sowie der Umgang mit Normen und Normbezeichnungen. Das vorliegende Buch ist als Arbeits- und Übungsbuch angelegt, um den Umgang mit dem Tabellenbuch Metall zu trainieren und ist in verständlicher Sprache geschrieben. Es soll fit machen in der Anwendung des Tabellenbuches: „Was steht wo?“. Dies wird unterstützt durch die Lochung und Perforation der Seiten, um sie einzeln zu bearbeiten und abzuheften. Auch das Lösungsheft trägt dazu bei, da es, je nach Intention, sofort vom Schüler als Selbstkontrolle oder gezielt vom Lehrer eingesetzt werden kann.

Das Trainingsbuch ist an das Tabellenbuch angelehnt und übernimmt dessen Reihenfolge und Inhalte. Es enthält Aufgaben und Fragen zu fast allen Themen des Tabellenbuches. Außerdem werden neben einem Vorspannkapitel zum „Umgang mit Formeln und Tabellen“ am Ende des Arbeitsbuches kleinere Projekte zur Bearbeitung angeboten, wie sie in Lernfeldern, Lernsituationen oder Prüfungen vorkommen. Fachthemen und Projekte sind jeweils auf einem Blatt mit Vorder- und Rückseite dargestellt, damit diese einzeln bearbeitet werden können. © 2014 by Europa-Lehrmittel

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Da das Tabellenbuch Metall oft für Prüfungen verwendet wird, hat der sichere Umgang damit auch Prüfungsrelevanz. Je schneller das Auffinden von Werten und Sachverhalten, umso mehr Zeit bleibt zur Lösung von Problemen.

Zielgruppen dieses Trainingsbuches sind alle Auszubildenden der Metallberufe aus Handwerk und Industrie, wie z. B. Fachwerker der Metalltechnik, Industriemechaniker, Werkzeugmechaniker, Feinwerkmechaniker und Zerspanungsmechaniker oder Technische Produktdesigner. Aber auch Bildungsgänge zur beruflichen Erstqualifizierung, verschiedene Fachschulen, Berufskollegs, Berufsoberschulen und Berufliche Gymnasien wenden das Buch als Übungsmaterial zum Umgang mit dem Tabellenbuch Metall an. Die Lösungen der Aufgaben werden in einem separaten Lösungsheft (Europa-Nr. 14078) angeboten. Dieses beinhaltet die richtige Antwort der Auswahlantworten und bei offenen Fragen eine Lösung mit verkürztem Lösungsweg. Hinweise, die zur Verbesserung und Erweiterung dieses Buches beitragen, nehmen wir dankbar entgegen. Verbesserungsvorschläge können dem Verlag und damit den Autoren unter der Verlagsadresse oder per E-Mail ([email protected]) gerne mitgeteilt werden.

Sommer 2014

Autoren und Verlag

Inhaltsverzeichnis

5 Maschinenelemente 5 7

1 Technische Mathematik Formeln, Gleichungen und Diagramme . . . . . . . . . . . . Rechnen mit Größen, Prozent- und Zinsrechnung . . . . Strahlensatz und Pythagoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Winkelfunktionen, Sinussatz, Kosinussatz . . . . . . . . . . Längen und Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Volumen und Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 10 11 12 13 14

2 Technische Physik Konstante und beschleunigte Bewegungen . . . . . . . . . . . Geschwindigkeiten an Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften . . . . . . . . . . Kräfte, Drehmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beanspruchung auf Zug und Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beanspruchung auf Abscherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Beanspruchung auf Biegung und Torsion . . . . . . . . . . . . . . Mechanische Arbeit, Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einfache Maschinen und Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Leistung, Wirkungsgrad, Reibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Druck in Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wärmetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektrische Arbeit und Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

3 Technische Kommunikation Geometrische Grundkonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zeichnungselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Darstellungen in Zeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maßeintragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Toleranzangaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Maschinenelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Werkstückelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schweißen und Löten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oberflächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Toleranzen und Passungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29 30 31 32 34 35 36 37 38 39

4 Werkstofftechnik Stoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stähle, Bezeichnungssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Baustähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Einsatzstähle, Vergütungsstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Werkzeugstähle, Nichtrostende Stähle, Federstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nitrierstähle, Automatenstähle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bleche, Bänder, Rohre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stabstahl, Winkelstahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wärmebehandlung von Stählen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gusseisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gießereitechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Leichtmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schwermetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Werkstoffprüfverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Härteprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41 42 43 44 45 46 47 48 49 51 52 53 54 55 59 60

Schrauben und Gewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schrauben und Senkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schraubenfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Muttern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Scheiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stifte und Bolzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Welle-Nabe-Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kegelschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Federn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sonstige Maschinenelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Antriebselemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Übersetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gleitlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wälzlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sicherungs- und Dichtelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schmierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

6 Fertigungstechnik Qualitätsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Produktionsorganisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Auftragszeit, Belegungszeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kalkulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spanende Fertigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CNC-Drehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CNC-Fräsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bohren, Senken, Reiben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schleifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . CNC-Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Abtragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Trennen durch Schneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Biegen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tiefziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spritzgießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Schmelzschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lichtbogenschweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Löten und Lötverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kleben und Klebkonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gefahren am Arbeitsplatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gefährliche Stoffe und Gase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Symbole zum Arbeitsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77 81 82 83 85 87 89 91 93 95 97 99 101 103 104 105 106 107 109 110 111 112 113 115 116

7 Automatisierungstechnik Grundbegriffe SRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . GRAFCET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pneumatische Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hydraulische Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektrotechnische Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SPS-Steuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

117 118 119 121 123 125

8 Projekte Technische Kommunikation – Bohrvorrichtung . . . . . . . . Qualitätsanalyse – Statistische Auswertung . . . . . . . . . . . Baugruppenmontage – Exzenterpresse . . . . . . . . . . . . . . . . Herstellung eines Bolzens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Herstellung einer Trägerplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Automatisierung eines Prüfstandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

127 129 131 133 135 137

© 2014 by Europa-Lehrmittel

Umgang mit Formeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Umgang mit Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Formeln und Tabellen

Formeln und Tabellen Umgang mit Formeln

Name:

Klasse:

Datum:

Gegeben ist ein Zylinder aus Aluminium mit einem Durchmesser d = 20 mm und der Höhe h = 50 mm. Berechnen Sie die Masse m in kg des Bauteils.

h

Beispielaufgabe 1

d

Schritt 1

Im Sachwortverzeichnis T M wird unter dem Begriff „Masse, Berechnung“ auf Seite 27 verwiesen. Dort ist folgende Formel zu finden:

m=V·r

Schritt 2

Im Sachwortverzeichnis T M wird unter dem Begriff „Volumen, Berechnung“ auf Seite 25 verwiesen. Dort ist folgende Formel für die Volumenberechnung zu finden:

V 

© 2014 by Europa-Lehrmittel

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Zur Berechnung der Masse benötigt man also das Volumen V und die Dichte r.

p ·d2 ·h 4

Unter Verwendung der Formel in Kombination mit dem gegebenen Durchmesser d = 20 mm und der Höhe h = 20 mm kann nun das Volumen des Zylinders berechnet werden.

V 

Schritt 3

Schritt 4

p ·d2 p · (20 mm)2 ·h  · 50 mm = 15708 mm3 = 0,015708 dm3 4 4

Im Sachwortverzeichnis T M wird unter dem Begriff „Dichte, Werte“ auf Seite 116 und 117 verwiesen. Dort ist auf Seite 116 in der Tabelle „Stoffwerte von festen Stoffen“ für den Stoff Al, also Aluminium (Al), eine Dichte von r = 2,7 kg /dm3 aufgeführt.

Nun sind alle Werte für die Berechnung der Masse mit der Formel aus Schritt 1 vorhanden. Es ergibt sich folgende Rechnung: m = V · r = 0,015708 dm3 · 2,7

kg = 0,042 kg dm3

Antwort: Die Masse des Zylinders beträgt m = 0,042 kg.

T M = Tabellenbuch Metall

5

Formeln und Tabellen Umgang mit Formeln

Name:

Klasse:

Datum:

Beispielaufgabe 2 An der Spannung U = 230 V liegen zwei parallel geschaltete Lampen mit den Widerständen R1 = 718 Ω und R2 = 522 Ω. Wie groß sind die Teilstromstärken I1 und I2 sowie die Gesamtstromstärke I in A und der Gesamtwiderstand R in Ω?

_

R1

¡2 R2

Im Sachwortverzeichnis T M wird unter dem Begriff „Parallelschaltung“ auf Seite 52 und unter dem Begriff „Ohmsches Gesetz“ auf Seite 51 verwiesen. Dort sind folgende Formeln zu finden:

Gesamtstrom: Gesamtwiderstand:

I

U R

I = I1 + I2 + … R

R1 · R2 R1 R2

Die Teilströme I1 und I2 müssen mithilfe des Ohmschen Gesetzes berechnet werden, welche dann zur Berechnung des Gesamtstroms I benötigt werden. Der Gesamtwiderstand R kann mit den Angaben aus der Aufgabenstellung berechnet werden.

Schritt 2

Auf der Seite 52 T M wird im Abschnitt „Parallelschaltung von Widerständen“ mit der Formel U = U1 = U2 = … angegeben, dass die Spannung an den Widerständen einer Parallelschaltung stets gleich sind. Daher können die Teilströme nun mit dem Ohmschen Gesetz bestimmt werden.

I1 =

Schritt 3

U 230 V = = 0,32 A R1 718 Ω

I2 =

U 230 V = = 0,44 A R2 522 Ω

Mit den ermittelten Teilströmen wird nun der Gesamtstrom berechnet.

I = I1 + I2 = 0,32 A + 0,44 A = 0,76 A

Schritt 4

Als letzter Schritt folgt nun die Bestimmung des Gesamtwiderstands.

R =

R1 · R2 718 Ω · 522 Ω = = 302,25 W 718 Ω + 522 Ω R1 + R2

Antwort: Die Teilstromstärken betragen I1 = 0,32 A und I2 = 0,44 A, woraus sich der Gesamtstrom I = 0,76 A ergibt. Der Gesamtwiderstand beträgt R = 302,25 Ω.

6

© 2014 by Europa-Lehrmittel

Ohmsches Gesetz:

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Schritt 1

¡2

Formeln und Tabellen Umgang mit Tabellen

Name:

Klasse:

Datum:

Beispiel 1 Für eine Schraubenverbindung soll eine Senkschraube ISO 10642 – M6 x 60 – 8.8 verwendet werden. Bestimmen Sie zur Herstellung der Bohrung den Durchmesser d1 des Durchgangslochs und für die Senkung die erforderliche Tiefe t1.

Im Sachwortverzeichnis T M wird unter dem Begriff „Senkschraube“ auf Seite 217 verwiesen. Der Tabelle ist zu entnehmen, dass es sich um eine „Senkschraube mit Innensechskant“ handelt. Der Winkel des Schraubenkopfes beträgt 90°.

Senkschrauben mit Innensechskant

k

90} dk

d

SW

l1

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b l

vgl. DIN EN ISO 10642 (2013-04), Ersatz für DIN 7991

Gewinde d

M3

M4

M5

M6

M8

M10

M12

M16

M20

SW dk k

2 5,5 1,9

2,5 7,5 2,5

3 9,4 3,1

4 11,3 3,7

5 15,2 5

6 19,2 6,2

8 23,1 7,4

10 29 8,8

12 36 10,2

b für Œ

18 › 30

20 › 30

22 › 35

24 › 40

28 › 50

32 › 55

36 › 65

44 › 80

52 100

Œ1 für Œ

1,5 ‰ 25

2,1 ‰ 25

2,4 ‰ 30

3 ‰ 35

3,8 ‰ 45

4,5 ‰ 50

5,3 ‰ 60

6 ‰ 70

7,5 ‰ 90

8 30

8 40

8 50

8 60

10 80

12 100

20 100

30 100

35 100

von bis

Œ

Festigkeitskl.

8.8, 10.9, 12.9

Nennlängen Œ 8, 10, 12, 16, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90, 100 mm

π Produktklasse A (Seite 212)

Senkschraube ISO 10642 РM5 x 30 Р8.8: d = M5, Π= 30 mm, Festigkeitsklasse 8.8

Senkungen für Senkschrauben

t1

d2 H13

Form A

Gewinde-¡

90} +- 1}

d1 H13

Schritt 2 1,6

2,4

2,9

3,4

4,5

5

5,7

6,5

8,6

9,

0,9

1,1

1,4

1,6

2,1

2,

t1 fi

Senkung DIN 74 – A4: Form A, Gewin Senk-Holzschrauben Linsensenk-Holzschrauben 10

12

d1 H131)

10,5

13

17

d2 H13

19

24

31

t1 fi

5,5

Zeichnerische Darstellung: Seite 82 Formen B, C und D nicht mehr genormt

7

9

Form F

Gewinde-¡

Senkung DIN 74 – E12: Form E, Gew Senkschrauben für Stahlkonstruktion 3

4

5

6

8

1

d1 H131)

3,4

4,5

5,5

6,6

9

11 1

d2 H13

6,9

9,2

11,5

13,7

18,3

22 2

1,8

2,3

3,0

3,6

4,6

5

t1 fi

π

Anwendung der Form F für: 1)

16

75° ± 1°

π

Form E

4,

4,6

Anwendung der Form E für:

d1 H13

4

1,8

a

d2 H13

3

3,7

π

Form E

å

2,5

d1 H131)

Gewinde-¡

Form A und Form F

2

d2 H13

Anwendung der Form A für:

t1

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Schritt 1

Senkung DIN 74 – F12: Form F, Gewi

Im Sachwortverzeichnis T M wird unter dem Begriff „Senkungen für Senkschrauben“ auf Seite 226 verwiesen. Es muss eine Senkung der Form F hergestellt werden, da eine Senkschraube mit Innensechskant verwendet wird. Des Weiteren besitzt die Schraube einen Gewindedurchmesser d = M6. Daraus ergibt sich folgendes Ergebnis:

Der Durchmesser beträgt d1 = 6,6 mm, die Tiefe der Senkung t1 fi 3,6 mm.

Senkschrauben mit Innensechskant

Durchgangsloch mittel nach DIN EN 20273, Seite 212

7

Formeln und Tabellen Umgang mit Tabellen

Name:

Klasse:

Datum:

Beispiel 2 Die skizzierte Welle-Nabe-Verbindung erfolgt durch eine Passfeder DIN 6885 der Form A mit einer Länge l = 25 mm. Der Wellendurchmesser beträgt d1 = 17 mm. Die Passfeder hat in der Welle festen und in der Nabe leichten Sitz. 1) Wählen Sie eine geeignete Passfeder. 2) Bestimmen Sie die Fertigungsmaße b, l und t1 für die Wellennut.

Schritt 1

Schritt 2

Im Sachwortverzeichnis T M wird unter dem Begriff „Passfedern“ und im Normenverzeichnis unter „DIN 6885“ auf Seite 243 verwiesen.

Form B

Form C

Form D

Form E

Form F

b

b

h

h

Form A

vgl. DIN 6885-1 (1968-08)

l

l

Toleranzen für Passfedernuten

fester Sitz leichter Sitz

P9 N9

Nabennutenbreite b

fester Sitz leichter Sitz

P9 JS 9

t1

h

t2

b

Wellennutenbreite b

d1

l

zul. Abweichung bei d1

¨ 22

¨130

³ 130

Wellennutentiefe t1 Nabennutentiefe t2

+ 0,1 + 0,1

+ 0,2 + 0,2

+ 0,3 + 0,3 90 … 400

zul. Abweichung bei Länge • Längenfür toleranzen

6 … 28

32 … 80

Feder

– 0,2

– 0,3

– 0,5

Nut

+ 0,2

+ 0,3

+ 0,5

d1 über bis

6 8

8 10

10 12

12 17

17 22

22 30

30 38

38 44

44 50

50 58

58 65

65 75

75 85

85 95

95 110

110 130

b h

2 2

3 3

4 4

5 5

6 6

8 7

10 8

12 8

14 9

16 10

18 11

20 12

22 14

25 14

28 16

32 18

t1 t2

1,2 1

1,8 1,4

2,5 1,8

3 2,3

3,5 2,8

4 3,3

5 3,3

5 3,3

5,5 3,8

6 4,3

7 4,4

7,5 4,9

9 5,4

9 5,4

10 6,4

11 7,4

von bis

6 20

6 36

8 45

10 56

14 70

18 90

20 110

28 140

36 160

45 180

50 200

56 220

63 250

70 280

80 320

90 360

•

Nennlängen •

„

6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22,, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320 mm Passfeder DIN 6885 – A – 12 x 8 x 56: Form A, b = 12 mm, h = 8 mm, • = 56 mm

Schritt 3

Aufgrund der gegebenen Form A und der Länge l = 25 mm ergibt sich folgende geeignete Passfeder: Passfeder DIN 6885 – A – 5 x 5 x 25. Die Fertigungsmaße für eine Welle mit dem Durchmesser d1 = 17 mm lauten wie folgt:

Breite b = 5 P9 mm, Wellennuttiefe t1 = 3 + 0,1 mm, Nutlänge l = 25 + 0,2 mm.

8

© 2014 by Europa-Lehrmittel

Passfedern (hohe Form)

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Um den geforderten festen Sitz der Passfeder in der Wellennut zu gewährleisten wird mit der Toleranz P9 gefertigt. Die zulässige Abweichung der Wellennuttiefe t1 beträgt +0,1 mm, die der Nutlänge beträgt l +0,2 mm.

A1 A2

1 Technische Mathematik Formeln, Gleichungen und Diagramme

Name:

Ve

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Physikalische Größen werden in der Regel über Formeln berechnet. Aus welchen Elementen besteht eine Formel?

Welche Aussage über Zahlenwertgleichungen ist richtig?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

Formelzeichen, Konstante, Zahl, Einheit

➀ ➁

Das Ergebnis ist immer eine Zahl.



Die Einheiten werden bei der Berechnung mitgeführt.



Die Einheit der gesuchten Größe ist frei wählbar.



Die Berechnung erfolgt immer mit der Basiseinheit.

Formelzeichen, Zahl, Operator, Einheit Operator, Zahl, Einheit, Konstante Konstante, Operator, Zahl, Formelzeichen Konstante, Operator, Einheit, Formelzeichen

Die Zahlenwerte der einzelnen Größen dürfen nur in der vorgeschriebenen Einheit verwendet werden.

Aufgabe 3

3 y

Gegeben ist das rechts abgebildete Diagramm a) Wie lautet die lineare Funktion? © 2014 by Europa-Lehrmittel

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Va

m=

2

b=2

1

b) Wie groß ist der Wert y bei x = 2? -4

-3

-2

-1

2 3

1 -1

Aufgabe 4

Aufgabe 5

s Stellen Sie die Formel nach v = nach t um. t

Stellen Sie die Formel A =

2

3

4

5 x

d2 · π nach d um. 4

9

A1 A2

1 Technische Mathematik Rechnen mit Größen, Prozent- und Zinsrechnung

Name:

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Gegeben ist das skizzierte Vierkantprisma. Wie groß ist das Volumen V ?

Ein Facharbeiter hat einen Stundenlohn von 12,50 €. Die Löhne werden um 3,5 % angehoben. Wie hoch ist der Stundenlohn nach der Lohnerhöhung?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

V = 3750000 mm3

V = 37,5 dm

300

V = 375000 cm3 3

V = 0,375 m3 V = 0,0000375 km3

500

50

2

11,72 € 12,94 € 13,24 € 13,55 € 13,87 €

Aufgabe 3

Aufgabe 4

Wie ist die Winkelangabe a = 55°23’45“ in Grad (°) auszudrücken?

Auf ein Festgeldkonto gibt es 2,2 % Zinsen pro Jahr. Wie hoch ist der Zinsertrag bei einer Laufzeit von 12 Monaten und einer Anlegesumme von 7500,00 €.

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

a = 55,019° a = 55,178° a = 55,212° a = 55,396° a = 55,527°

91,25 € 112,00 € 128,56 € 165,00 € 184,47 €

Aufgabe 5

Aufgabe 6

Ein Fahrzeug bewegt sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von v = 19,4 m/s. Welche Auswahlantwort gibt die gleiche Geschwindigkeit an?

Eine Windkraftanlage besitzt eine Nennleistung P = 7,58 MW. Wie groß ist dieser Wert in Watt?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

10

v = 71,5 km/h v = 7005 m/h v = 1266,8 m/min v = 1266666,7 mm/min v = 19400 mm/s

P = 7580000,0 W P = 75,8 W P = 75800,0 W P = 7580,0 W P = 758000,0 W

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Ve

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Va

A1 A2

1 Technische Mathematik Strahlensatz und Pythagoras

Ve

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Eine Ölwanne von 950 mm x 1300 mm soll über die Diagonale auf Rechtwinkligkeit überprüft werden. Wie lang muss die Diagonale l sein?

Wie groß ist bei der skizzierten Treppe der Höhenunterschied h?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

l = 1523,1 mm l = 1566,1 mm l = 1585,1 mm l = 1610,1 mm

h = 2,54 m

5,5

h = 2,85 m

m

h

l = 1499,1 mm

h = 3,16 m h = 3,67 m 4,5m

h = 3,89 m

Aufgabe 3

Aufgabe 4

Die Zeichnung einer Bohrplatte ist gegeben. Wie groß ist der Abstand l ?

Wie groß ist das in der Skizze fehlende Maß x?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

l = 47,5 mm l = 51,5 mm

55

l = 58,5 mm

l=?

l = 54,5 mm

l = 61,5 mm

230

x = 302,1 mm x = 333,5 mm

x

x = 342,8 mm x = 353,2 mm 280

x = 369,6 mm

430

10 10

6 35

Aufgabe 5 Gegeben ist der skizzierte Fachwerkträger. Berechnen Sie die fehlenden Maße a und h.

a ,7 m

h

4

2,1 m

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Name:

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Va

4,2 m 6,3 m

11

A1 A2

1 Technische Mathematik Winkelfunktionen, Sinussatz, Kosinussatz

Ve

Name:

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Wie groß ist der Winkel a des skizzierten Dreiecks?

Wie groß ist bei dem skizzierten Flachstahl das Maß l ?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

45

a = 62,2° å

a = 64,2° a = 69,2°

50

l = 48,5 mm l = 50,3 mm

}

120

l = 53,1 mm l = 54,7 mm

l

Aufgabe 3

5,5 m

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

a = 59,2°

l = 46,2 mm 80

a = 53,2°

Gegeben ist der skizzierte Drehkran. a) Wie groß sind die Winkel a, b, und g ?

å 2m



b) Bestimmen Sie die Längen der Streben S1 und S2?

©

S1

ß Seil

ƒ S2

4m

Last Wind la

Aufgabe 4

Aufgabe 5

Die am Seil des Drehkrans (Aufgabe 3) hängende Last wird vom Wind um j = 6° aus der Senkrechten ausgelenkt. Die Länge des Seils beträgt l S = 4,5 m. Wie groß ist die Auslenkung l a?

Wie groß ist der Winkel g des schiefwinkligen Dreiecks?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

l a = 0,57 m l a = 0,67 m l a = 0,77 m

©

g = 69,4°

45

l a = 0,47 m

g = 64,4°

g = 73,4° g = 77,4° g = 81,4°

37}

12

l a = 0,37 m

ß 70

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Va

A1 A2

1 Technische Mathematik Längen und Flächen

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Von einem Flachstab l = 5000 mm werden 14 Teile von je 235,5 mm Länge abgesägt. Wie groß ist die Restlänge l R wenn die Sägeschnittbreite S = 2,5 mm beträgt?

Wie groß ist die gestreckte Länge l des skizzierten Rohrs?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

l R = 1668 mm l R = 1689 mm l R = 1702 mm

20

l = 152,7 mm l = 160,5 mm l = 172,1 mm l = 196,0 mm

0

l R = 1715 mm

l = 121,0 mm 50

l R = 1599 mm

10

R3

Aufgabe 3

Aufgabe 4

Wie groß ist der mittlere Windungsdurchmesser Dm einer Feder, wenn die gestreckte Länge der Schraubenlinie l = 483 mm und die Anzahl der federnden Windungen i = 12,5 beträgt?

Wie groß ist die Fläche A der skizzierten Unterlegscheibe?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

Dm = 9,7 mm Dm = 10,0 mm Dm = 10,3 mm Dm = 10,6 mm Dm = 10,9 mm

A = 177,9 mm2 A = 189,1 mm2 A = 205,7 mm2

0

œ1

œ20

A = 235,6 mm2 A = 256,4 mm2

Aufgabe 5 Wie groß ist die Fläche A des skizzierten regelmäßigen Vielecks?

105

© 2014 by Europa-Lehrmittel

Ve

0 R2

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Name:

Va

13

A1 A2

1 Technische Mathematik Volumen und Masse

Ve

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Wie groß ist das Volumen V des skizzierten Hohlzylinders?

Die Skizze zeigt einen Pyramidenstumpf. Wie groß ist dessen Volumen V ?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

V = 10899 cm3

500

V = 10451 cm3

V = 11201 cm3 V = 11556 cm3

V = 13,91 dm3

110

V = 14,67 dm3 V = 14,98 dm3 V = 15,22 dm3 V = 15,49 dm3

0

24

410

150 220

Aufgabe 3

200

250

V = 10171cm3

Aufgabe 4 3

Eine Kugel hat ein Volumen V = 1950 mm . Wie groß ist der Durchmesser d ?

In der Skizze ist ein aus Titan bestehender Kegel zu sehen. Wie groß ist dessen Masse m?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

d = 14,0 mm d = 14,5 mm d = 15,0 mm d = 15,5 mm

m = 140,47 kg m = 141,86 kg 600

d = 13,5 mm

m = 142,59 kg m = 143,14 kg m = 144,25 kg

œ450

15

Aufgabe 5 Der in der Skizze dargestellte geometrische Körper wurde aus Aluminium gefertigt.

œ10

b) Berechnen Sie die Masse m des Körpers.

40

a) Bestimmen Sie das Volumen V.

40

14

25

© 2014 by Europa-Lehrmittel

Name:

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Va

Fu1 M1

2 Technische Physik Konstante und beschleunigte Bewegungen

Name:

Klasse:

M2

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Die mittlere Hubgeschwindigkeit eines Lastenaufzuges beträgt v = 9 km/h. Wie groß ist die Hubgeschwindigkeit v in m/s?

Ein Hallenkran fährt mit einer Geschwindigkeit v = 5 m/min. Die Halle ist 100 m lang. Welche Zeit benötigt der Hallenkran um eine Strecke von 90 m zurückzulegen.

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

v = 12 m/s

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

v = 9 m/s v = 150 m/s v = 2,5 m/s v = 5 m/s

t = 3 min t = 18 min t = 0,3 min t = 70 min t = 5 min

Aufgabe 3 Ein Transportband benötigt t = 3 s, um aus einer Transportgeschwindigkeit von v = 10 km/h in den Stillstand abzubremsen. a) Wie groß ist die Verzögerung a in m/s2 des Transportbandes? b) Welchen Verzögerungsweg s in m legt das Transportband zurück? © 2014 by Europa-Lehrmittel

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

n1

Aufgabe 4

Aufgabe 5

Wie groß ist die Umfangsgeschwindigkeit v der skizzierten Schleifscheibe?

Ein Gabelstapler beschleunigt mit einer Beschleunigung a = 0,75 m/s2. Welche Geschwindigkeit v hat der Stapler nach 4 Sekunden.

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

v = 18,3 m/s

œ 250 v

v = 20 m/s v = 35 m/s v = 78,5 m/s v = 30 m/s

n = 1400 min-1

n2

v = 18 m/s v = 0,18 m/s v = 5,3 m/s v = 30 m/s v = 3 m/s

15

Fu1

2 Technische Physik

n1

Geschwindigkeiten an Maschinen

Name:

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Wie groß ist die Vorschubgeschwindigkeit vf in m/min bei einem Zahnstangenantrieb, wenn das Zahnrad einen Durchmesser d = 90 mm und eine Drehzahl n = 70 min –1 besitzt?

Eine Pendelstichsäge führt bei einer Hublänge s = 20 mm 700 Doppelhübe je Minute aus. Wie groß ist die mittlere Geschwindigkeit vm?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

v f = 101 m/min v f = 98,7 m/min v f = 19,8 m/min v f = 12,5 m/min v f = 10,5 m/min

vm = 12 m/min vm = 10 m/min vm = 28 m/min vm = 14 m/min vm = 56 m/min

Aufgabe 3 Das skizzierte Werkstück soll mit einem Walzenstirnfräser d = 98 mm gefräst werden. a) Berechnen Sie die Vorschubgeschwindigkeit vf

fz = 0,15 mm

b) Berechnen Sie die Schnittgeschwindigkeit vc.

z = 18

n = 120 min-1

Aufgabe 4

Aufgabe 5

Die Spindel eines Vorschubantriebes soll eine Vorschubgeschwindigkeit von vf = 600 mm/min erreichen. Die Steigung beträgt P = 4 mm. Wie groß muss die Drehzahl n der Spindel gewählt werden?

In eine Schneidplatte sollen 8 Bohrungen mit einem Durchmesser d = 12 mm gebohrt werden. Die Drehzahl ist stufenlos einstellbar. Der Vorschub f soll 0,3  mm betragen und die Schnittgeschwindigkeit vc beträgt 30 m/min. Wie groß muss die Vorschubgeschwindigkeit v f eingestellt werden?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

16

n = 1200 min –1 n = 150 min

–1

n = 180 min –1 n = 15 min

–1

n = 134 min –1

vf = 238 mm/min vf = 300 mm/min vf = 796 mm/min vf = 10 mm/min vf = 500 mm/min

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M2

M1

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

n2

Fu1 M1

2 Technische Physik Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Welche Aussage über die Größendarstellung einer Kraft ist richtig?

Ein Wagen wird von zwei Personen bewegt. Person 1 schiebt mit F1 = 100 N und Person 2 zieht mit F2 = 150 N auf gleicher Wirklinie.



Die Größe der Kraft entspricht der Linienstärke des Pfeils.

➁ ➂

Die Größe der Kraft entspricht der Linienart.



Die Größe der Kraft entspricht der Länge des Pfeils.



Die Größe der Kraft entspricht der Richtung der Kraft.

M2

a) Bestimmen Sie einen Kräftemaßstab. b) Ermitteln Sie zeichnerisch die resultierende Fr.

Die Größe der Kraft entspricht der Linienfarbe des Pfeils.

v

=7

80 N

Zeichnen Sie die Kräfte F1 und F2 maßstäblich und ermitteln Sie die resultierende Kraft Fr sowie den Winkel b zur Waagerechten.

F1

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Aufgabe 3

å

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Name:

n1

F2 = 900N å = 60}

Aufgabe 4

Aufgabe 5

Zerlegen Sie die Kraft F1 in F1x und F1y.

Zerlegen Sie die Kraft FG in FH und FN.

y

F1 H FG

n2

N

å

x

17

Fu1

2 Technische Physik

n1

Kräfte, Drehmoment

Name:

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Wie groß muss die Kraft F1 gewählt werden, damit das System im Gleichgewicht ist?

Ein Sportwagen mit einer Masse m = 1000 kg beschleunigt mit a = 5 m/s2. Wie groß ist die Beschleunigungskraft F ?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

F1 = 100 N

m= 100 kg

F1

F1 = 981 N F1 = 98,1 N F1 = 100,5 N

100

200

F1 = 490,5 N

F = 500 N F = 2500 N F = 4000 N F = 5000 N F = 50000 N

Aufgabe 3 Eine Druckfeder wird um den Vorspannweg s v = 6 mm vorgespannt. Die Federrate beträgt R = 6 N/mm. Bei Belastung wird die Feder um weitere 3 mm zusammengedrückt. a) Wie groß ist die Federkraft F in N für die vorgespannte Feder? b) Bestimmen Sie die Federkraftänderung ΔF in N.

Aufgabe 4

Aufgabe 5

Mit welcher Gewichtskraft FG in kN darf ein 10-tHallenkran maximal belastet werden?

Die Drehzahl einer Schleifscheibe beträgt n = 2000 min –1. Sie hat einen Durchmesser d = 400 mm. Welcher Fliehkraft Fz unterliegt ein herausbrechendes Stück mit einer Masse m = 1 g?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

18

FG = 98 N FG = 98,1 kN FG = 100 kN FG = 100,5 N FG = 10000 N

Fz = 10,5 N Fz = 50 N Fz = 8,8 N Fz = 1000 N Fz = 2,5 N

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M2

M1

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

n2

Fu1 M1

2 Technische Physik Beanspruchung auf Zug und Druck

n1

Klasse:

Aufgabe 2

Der skizzierte Vierkantstahl wird mit einer Zugkraft Fz = 50 kN beansprucht. Wie groß ist die auftretende Zugspannung sz in N/mm2 im Stab?

Bei einem Zugversuch zeichnet das Diagramm eine Spannung sz = 80 N/mm2 auf. Wie groß ist die Zugkraft F wenn die Zugprobe einen Durchmesser d = 20 mm hat?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

sz = 125 N/mm2

10

sz = 56 N/mm

2

40

sz = 250 N/mm2

Fz

sz = 63 N/mm2 sz = 160 N/mm2

M2

Datum:

Aufgabe 1

F = 25 kN F = 98 kN F = 90 N F = 3,2 kN F = 200 kN

Aufgabe 3 Für den dargestellten Zugbolzen und seine Aufnahme soll ein Spannungsnachweis durchgeführt werden. a) Bestimmen Sie die zulässige Zugspannung szzul im Zugbolzen und die zulässige Flächenpressung sdzul der Aufnahme. b) Berechnen sie die vorhandene Zugspannung szvorh im gefährdeten Querschnitt und die vorhandene Flächenpressung sdvorh an der Kopfauflage.

œ40

c) Vergleichen Sie die vorhandenen mit den zulässigen Spannungswerten.

œ18

© 2014 by Europa-Lehrmittel

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Name:

S235

E335

œ14 Fz = 20kN

Aufgabe 4

Aufgabe 5

Ein Stahlrohr hat einen Außendurchmesser d = 300 mm bei einer Wandstärke s = 10 mm. Es wird mit F = 100 kN auf Druck belastet. Wie groß ist die Druckspannung im Rohr?

Eine Vierkantschubstange 50 x 50 mm aus S235 hat eine Quetschgrenze sdF = 215 N/mm2. Die Sicherheitszahl beträgt v = 1,7. Wie groß ist die zulässige Druckspannung sdzul?

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

F

sd = 70 N/mm2 sd = 21,5 N/mm2 sd = 11 N/mm2 sd = 8 N/mm2 sd = 13 N/mm2

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

n2

sdzul = 157,6 N/mm2 sdzul = 126,5 N/mm2 sdzul = 138,7 N/mm2 sdzul = 365,5 N/mm2 sdzul = 400,0 N/mm2

19

Fu1

M2

M1

2 Technische Physik

n1

Beanspruchung auf Abscherung

Name:

Klasse:

Datum:

Aufgabe 1

Aufgabe 2

Bei der dargestellten Verbindung tritt im Bolzen eine Scherspannung t = 120 N/mm2 auf. Wie groß ist die Scherkraft F ?

Der Abscherstift in der dargestellten Vorrichtung dient als Überlastungsschutz. Bei welcher Kraft F schert der Stift ab?

F = 700 kN F = 37 kN F = 105 kN F = 74 kN F = 12 kN

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

F

†aB = 200N/mm2

F = 31,4 kN F = 98,5 kN F = 15,7 kN

œ10

➀ ➁ ➂ ➃ ➄

Fzul

œ28

F = 100 kN F = 200 kN

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages

Aufgabe 3 Wie groß muss der Durchmesser d in mm des Zylinderstiftes in der dargestellten Stiftverbindung mindestens sein, wenn sie mit einer Kraft F = 35 kN beansprucht wird? Die zulässige Scherspannung beträgt tazul = 120 N/mm2.

F

Aufgabe 4 Die dargestellte Lasche aus S235JR wird in einem Stanzwerkzeug gelocht und ausgeschnitten. Berechnen Sie die Schneidkräfte F in kN für das dargestellte Werkstück. 15

a) beim Ausschneiden.

t=2

b) beim Lochen. 60 90

taBmax = 408 N/mm2

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Fzul

40

n2