Konstruktion für Mechatronik

Fakultät

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version

Version 7.0 vom 02.08.2022

Modulkennung

11B0249

Modulname (englisch)

Design and Construction für Mechatronic

Studiengänge mit diesem Modul
  • Mechatronik (B.Sc.)
  • Mechatronic Systems Engineering (M.Sc.)
Niveaustufe

2

Kurzbeschreibung

Bei der Entwicklung mechatronischer Systeme ist auch die Betrachtung mechanischer Komponenten und deren Auslegung erforderlich. Das Wissen über Konstruktionsmethodik sowie konstruktive Bauteile (Maschinenelemente) ist hierfür elementar. Auf Basis von Festigkeitslehre und der Darstellung technischer Produkte können Verbindungselemente, Elemente der drehenden Bewegung und Elemente zur Übertragung von Drehbewegungen berechnet und in einer Gesamtkonstruktion integriert werden.Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind Studierende in der Lage, Maschinenelemente im mechatronischen Umfeld zu dimensionieren, zu entwerfen bzw. auszuwählen und zu integrieren. Die Studierenden kennen die Grundlagen der methodischen Konstuktionssystematik und können so in Entwicklungsprojekten die Schnittstelle zum konstruktiven Maschinenbau mitgestalten.

Lehrinhalte
  1. Grundlagen-> Produktentstehungsprozess, Konstruktionsbegriff, Konstruktionsarten
  2. Konstruktionssystematik-> Konstruktionsmethodik, Gestaltungsprinzipien
  3. Darstellung technischer Produkte-> Bauteil- und Baugruppendarstellung, Toleranzen, Oberflächen
  4. Bauteildimensionierung-> Beanspruchungsarten, Dauerfestigkeit
  5. Verbindungselemente in mechatronischen Systemen-> Aufbau, Auswahl und Auslegung von Schraubverbindungen, Kupplungen und Welle-Nabe-Verbindungen
  6. Elemente zur mechanischen Leistungsübertragung in mechatronischen Systemen-> Funktionsweise und Berechnung von Wellen, Wälzlagern und Zahnradgetrieben
Lernergebnisse / Kompetenzziele

Wissensverbreiterung
Nach Abschluss des Moduls kennen die Studierenden die Grundlagen des methodischen Konstruierens und die Funktionsweise ausgewählter Maschinenelemente. Sie können die Konstruktion mechanischer Komponenten bei der Entwicklung mechatronischer Systeme einordnen. Weiterhin können Sie die Vorgehensweise zur Konstruktion von Bauteilen und Baugruppen erläutern und die notwendige rechnerische Auslegung erklären.
Wissensvertiefung
Die Studierenden können nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls die vermittelten Methoden zur Konzeption und Bewertung eines konstruktiven Entwurfs, sowie zur anforderungsgerechten Auslegung, Berechnung und Auswahl von Maschinenelementen sicher bei der Entwicklung mechatronischer Systeme anwenden.
Können - instrumentale Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage,
-> konstruktive Konzepte methodisch zu entwerfen und zu bewerten (-> morphologischer Kasten, -> Bewertungsverfahren)
-> Bauteilansichten in technischen Zeichnungen darzustellen und sie fertigungsgerecht zu bemaßen und zu tolerieren
-> Wellen und Achsen entsprechend festigkeitstechnischer Anforderungen auszulegen und zu berechnen
-> Schraubverbindungen, Welle-Nabe-Verbindungen und Kupplungen für den Montage- und Belastungsfall zu berechnen
-> Zahnradgetriebe hinsichtlich Übersetzung auszulegen und (überschlägig) Tragfähigkeitsberechnungen durchzuführen
-> Wälzlager in Bezug auf statische und dynamische Tragfähigkeit auszulegen und auszuwählen
Können - kommunikative Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden Entwurfs- und Berechnungsergebnisse aufbereiten, innerhalb eines Entwicklungsteam darstellen und diskutieren.
Können - systemische Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls verstehen die Studierenden die Abläufe im Rahmen einer konstruktiven Produktentwicklung. Sie können notwendige Maschinenelemente identifizieren, diese auslegen und berechnen, sowie geeignet darstellen. Weiterhin verstehen die Studierenden ihre rechnerischen Auslegungen in Bezug auf einen sicheren Einsatz im Zusammenspiel mit Menschen. Die Studierenden sind zudem in der Lage sich eigenständig in die Berechnung komplexerer konstruktiver Probleme mit Hilfe von Literatur und Formelsammlungen einzuarbeiten.

Lehr-/Lernmethoden

Vorlesung mit integrierten Übungen in zwei Kategorien: 1. Professor rechnet vor allen vor, 2. Studentische Gruppe erarbeitet die Lösung und ein Studierender dieser Gruppe rechnet vor allen vor.

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse der Mechanik (Statik, Festigkeitslehre, Kinetik, Kinematik)

Modulpromotor

Rokossa, Dirk

Lehrende
  • Austerhoff, Norbert
  • Rokossa, Dirk
  • Friebel, Wolf-Christoph
  • Schwarze, Bernd
  • Wahle, Ansgar
  • Wißerodt, Eberhard
  • Forstmann, Jochen
Leistungspunkte

5

Lehr-/Lernkonzept
Workload Dozentengebunden
Std. WorkloadLehrtyp
60Vorlesungen
Workload Dozentenungebunden
Std. WorkloadLehrtyp
45Veranstaltungsvor-/-nachbereitung
45Prüfungsvorbereitung
Literatur

Wittel, Herbert; Muhs, Dieter; Jannasch, Dieter; Voßiek, Joachim: Roloff, Matek – Maschinenelemente, Normung, Berechnung, Gestaltung; 22. überarb. u. erw. Aufl. Springer Verlag Wiesbaden; 2015Krause, Werner: Grundlagen der Konstruktion – Elektronik, Elektrotechnik, Feinwerktechnik, Mechatronik; 9. vollständig überarbeitete Auflage; Hanser Verlag München; 2012Grote, Karl-Heinrich; Feldhusen, Jörg: Pahl/Beitz – Konstruktionslehre; 8. Auflage; Springer Verlag Berlin Heidelberg; 2013 Haberhauer, Horst; Bodenstein, Ferdinand: Maschinenelemente – Gestaltung, Berechnung, Anwendung; 16. bearbeitete Auflage; Springer Verlag Berlin Heidelberg; 2011Decker, Karl-Heinz; Kabus, Karlheinz: Maschinenelemente – Funktion, Gestaltung und Berechnung; 19. aktualisierte Auflage; Hanser Verlag München; 2014Conrad, Klaus-Jörg: Grundlagen der Konstruktionslehre – Methoden und Beispiele für den Maschinenbau; 5. aktualisierte Auflage; Hanser Verlag München; 2010Grote, Karl-Heinrich; Feldhusen, Jörg: Dubbel – Taschenbuch für den Maschinenbau; 24. Auflage; Springer Verlag Berlin Heidelberg; 2014 Kriebel, Jochen; Hoischen, Hans; Hesser, Wilfried: Technisches Zeichnen – Grundlagen, Normen, Beispiele, Darstellende Geometrie, Erklärungen, Übungen, Tests; 34. Auflage; Cornelsen Verlag; 2014

Prüfungsleistung

Klausur 2-stündig

Dauer

1 Semester

Angebotsfrequenz

Nur Sommersemester

Lehrsprache

Deutsch