VO Grundlagen der Konstruktionslehre

Beispielsammlung

Geg.: F = 10kN l = 1.500 mm b = 90 mm d = 90 mm

Ges.: Reicht ein Lagerspiel von s = 0,25 mm (s = D-d) aus, um ein Verkanten der Welle im Lager zu

vermeiden?

Geg.: l = 800 mm, e = 250 mm, m = 1.000 kg

Rohr (I): D = 80 mm, d = 60 mm, Werkstoff: Ck45, Re = 380 N/mm2

Flacheisen (II): h = 100 mm, b = 10 mm

Ges.: Vergleichsspannung an der Stelle A und Absenkung des Lastangriffspunktes

Geg.: Laufrad auf Kranschiene, d = 630 mm, l = 80 mm (Linienberührung)

Werkstoff: GS52, Rm = 520 N/mm2

Belastung: F = 20 kN

Ges.: Druckbeanspruchung (Pressung)

Geg.: Auf Druck beanspruchter Stab gemäß Skizze

h = 60 mm, b = 20 mm, l = 450 mm

Belastung: F = 100 kN

Werkstoff: S235 (St360):

Re = 235 N/mm2, p = 190 N/mm2

Ges.: Stabilitätsnachweis (kann eine Sicherheit von 5 gegenüber der Grenzspannung eingehalten

werden?)

Geg.: Auf Druck beanspruchter Stab gemäß Skizze

F = 300 kN, l = 2,3m

Werkstoff: S355 (St510): p = 89

Rohr – Profil: D = 155 mm, d = 135 mm

Ges.: Stabilitätsnachweis (kann eine Sicherheit von 5 gegenüber der Grenzspannung eingehalten

werden?)

Geg.: Welle mit zwei Massen

mA = 60 kg

mB = 30 kg

a1 = 150 mm

a2 = 300 mm

l = 500 mm

FA = 589 N

FB = 294 N

b1 = 350 mm

b2 = 200 mm

d = 40 mm

Ges.: Biegekritische Drehzahl

Geg.: Das abgebildete Stabwerk wird durch veränderliche Lasten beansprucht.

Stäbe 1, 2: Stahlprofil EN 10219 (DIN 59411) aus S235 (St360)

h b = 30 20, t = 2 mm

A = 1,73 cm2

l1 = l2 = 1.000 mm, = 45°

F1 = 10.000 N, F2 = 4.000 N

Ges.: Dauerfestigkeitsnachweis (welche Sicherheit ergibt sich gegenüber der Grenzspannung unter

Berücksichtigung eines Oberflächenbeiwertes von 0,8?)

Geg.: d= 50 mm, l = 300 mm

e = 500 mm

Werkstoff: 30 CrNiMo 8: Rm 1.300 N/mm2

Ra = 0,m

F1 = 3kN, F2 = 5kN

Ges.: Dauerfestigkeitsnachweis an Stelle A und Stelle B

Geg.: d1 = 50 mm, t = 6 mm, r = 3 mm

E 295 (St490, St50)

B (Rm) = 490 N/mm2

S (Re) = 295 N/mm2

Ra = 1,m

Mb = 200 Nm (wechselnde Beanspruchung)

Ges.: Dauerfestigkeitsnachweis

Geg.: Kugellager (p = 3) mit Belastung laut Tabelle

Fi [N] ni [U/min] ti [s] qi [-]

10.000 800 12 0,6

500 1200 8 0,4

Ges.: Erforderliche dynamische Tragzahl Cdyn für eine Lebensdauer von L = 20.000 h

Geg.: F = 120.000 N, a = 4 mm, t = 10 mm, l = 100 mm

Ges.: Mittlere Schubspannung in den Schweißnähten

Geg.: Mt = 300 Nm, d = 50 mm, a = 4 mm Ges.: Schubbeanspruchung der Schweißnähte

Geg.: F = 5000 N, Kehlnaht a = 4, Abmessungen laut Skizze

Ges.: Maximale Biegespannung und maximale Schubspannung in der Schweißnaht

Geg.: Spindelpresse mit Sägegewinde S 52 x 24, P8 (3 – gängig)

Außendurchmesser: d = 52 mm

Profilteilung: P = 8 mm

Steigung: Pn = 83 = 24 mm

Gewindetiefe: h3 = 0,8688 = 6,94 mm

Kerndurchmesser: dk(3) = d - 2h3 = 52 - 26,94 = 38,1 mm

Flankendurchmesser: dF(2) = d – 0,75P = 52 – 0,758 = 46 mm

Mittlerer Steigungswinkel:

439

166046

24

,

,d

Ptan

F

n

Flankensteigungswinkel:

060803

060

3

,cos

,

cosG

Ges.: Antriebsmoment beim Pressen, Festigkeits- und Stabilitätsnachweis der Spindel für

Werkstoff E335 (St590), Knicklänge 1000 mm

Geg.: Zweischnittige Schraubenverbindung

Blech: S355 (St510)

S = 355 N/mm2

zul = 215 N/mm2

Ges.: Ist die Schraubenverbindung ausreichend dimensioniert für

a) SL-Verbindung mit roher Schraube M20, Qual. 4.5

2

2,0,

2

2,0

/2000,1

/1005,0

mmN

mmN

zulL

zul

Asp = 245 mm2

b) SLP-Verbindung mit Passschraube M20 (nach DIN 609) Qual. 4.5

2

20

2

20

24021

12060

21

mm/N,

mm/N,

mmd

,zul,L

,zul

S

c) GV-Verbindung mit M20 Qual. 10.9 (die Vorspannung der Schrauben erfolgt auf 80% der

Streckgrenze

2245

4,1

5,0

mmASp

Geg.: Dehnschraubenverbindung

Sechskantschraube M 12 x 65 nach DIN 931

FB = 15000 N

l1 = 30 mm

l2 = lS = 20 mm

t1 = t2 = 25 mm

lK = 50 mm

l´K = 25 mm

dW = 17,4 mm

Di = 13 mm

ES = EF = 210 000 N/mm2

Ges.: a) Erforderliche Vorspannkraft FV,erf ,damit eine Restklemmkraft von FR,min = 200 N unter der Betriebslast FB erhalten bleibt b) Beanspruchung der Schraube