Rechnerunterstütztes Konstruieren und Getriebe

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 10.0 vom 12.12.2022

11B1790

Design and Construction - Methods and Transmission Principles

• Aircraft and Flight Engineering (B.Sc.)
• Fahrzeugtechnik (Bachelor) (B.Sc.)
• Maschinenbau (B.Sc.)
• Maschinenbau im Praxisverbund (B.Sc.)
• Berufliche Bildung - Teilstudiengang Metalltechnik (B.Sc.)
• Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Metalltechnik (M.Ed.)
• Lehramt an berufsbildenden Schulen - Teilstudiengang Fahrzeugtechnik (M.Ed.)

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Konstruktion und Entwicklung sind die zentrale Aufgaben im Prozess der Produktentstehung. Bauteile entsprechend den anerkannten Regeln der Technik zu dimensionieren und zu gestalten um diese dann zu einer sinnvollen Konstruktion zusammenzuführen, ist grundlegendes Basiswissen. Getriebekonstruktion und die methodische Umsetzung mittels des rechnerunterstützten Konstruierens sind die Themen dieses Moduls.

1. Konstruktionslehre
   1.1 Konstruktion als Optimierungs- und Gestaltungsprozess
   1.3 Anforderungen und Aufgabenklärung
   1.4 Gestaltungsstrategien
   1.5 Sicherheit und Normung
   1.6 Technische und wirtschaftliche Bewertung
2. Getriebe
   2.1 Übersicht und Bauarten
   2.2 Zahnradgetriebe
   2.2.1 Verzahnungen, Flankenprofile
   2.2.2 Geometrie und Eingriffsverhältnisse bei Gerad- und Schrägverzahnung
   2.2.3 Geometrie der Zahnräder bei Profilverschiebung
   2.2.4 Entwurfsberechnung von Stirnrädern
   2.3 weitere Getriebebauarten
3. Rechnerunterstützte Konstruktion von Einzelteilen
   3.1 Fertigungs- und funktionsgerechte Gestaltung im CAD
   3.2 Änderungsfreundliche Gestaltung
   3.3 Schnittstellen zu weiteren CAE-Techniken
4. Rechnerunterstützes Konstruieren in Baugruppen
   4.1 Übersicht über Produktstrukturierungen
   4.2 baugruppenübergreifende Parameter
   4.3 Adaptertechnik
   4.4 Ausblick auf CAE Techniken

Wissensverbreiterung
Studierende verfügen über grundlegende Kenntnisse der Konstruktionslehre.
Studierende verfügen über grundlegende Kenntnisse der Getriebetechnik und Zahnradgetrieben
Studierende verfügen über weitergehende Kenntnisse der rechnerunterstützten Konstruktion, die deutlich über die reine Bedienung eines CAD-Systems hinausgehen.

Wissensvertiefung
Sie können den Konstruktionsprozess aktiv gestalten, für Zahnradgetriebe eine Entwurfsberechnung durchführen, geometrische Größen auch bei Profilverschiebung bestimmen und kennen weitere Getriebebauarten. Sie sind in der Lage CAD Systeme eingebunden in den Konstruktions- und Entwicklungsprozess zu nutzen und dabei die Regeln zu „gerechter“ Gestaltung anzuwenden.
Können - instrumentale Kompetenz
Dazu verfügen Studierende über entsprechendes Wissen zur Anwendung üblicher Verfahren und zur Auslegung und Dimensionierung. Sie verfügen über die Kenntnisse, diese Verfahren auch in CAD Systemen anzuwenden.
Können - kommunikative Kompetenz
Studierende können aus allgemeinen Daten für die Konstruktion die für die Auslegung wichtigen Daten herausarbeiten. Sie können fehlende Informationen selbst gewinnen und so aufbereiten, dass diese für eine Auslegung genutzt werden können. Studierende können in Gruppen Verantwortlichkeiten klären, Aufgabenteilung organisieren, Ergebnisse darstellen, diskutieren und zusammenfassen.
Können - systemische Kompetenz
Studierende können den Konstruktionsprozess methodisch durchführen, kennen Gestaltungsrichtlinien, sind in der Lage Zahnradgetriebe per Entwurfsberechnung zu dimensionieren. Studierende sind in der Lage CAD Werkzeuge geeignet im Konstruktionsprozess zu nutzen.

Vorlesungen, Praktika / Übungen in kleineren Gruppen (maximal 25), Gruppenarbeit

Grundlagen des Einsatzes von CAD, technisches Zeichnen, Grundlagen der Mechanik insbesondere Statik und Festigkeitslehre, Grundlagen der Werkstofftechnik, Kenntnisse der gängigen Maschinenelemente

Schwarze, Bernd

• Austerhoff, Norbert
• Rokossa, Dirk
• Friebel, Wolf-Christoph
• Fölster, Nils
• Schäfers, Christian
• Schwarze, Bernd
• Wahle, Ansgar
• Wißerodt, Eberhard
• Richter, Christoph Hermann
• Forstmann, Jochen

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• HOISCHEN, Hans; FRITZ Andreas: Technisches Zeichnen: Grundlagen, Normen, Beispiele, Dar-stellende Geometrie 37. Auflage. Berlin: Cornelsen, 2020. Ca. 30 €
  
  BÖTTCHER, Paul, FORBERG, Richard: Technisches Zeichnen. 26., überarbeitete und erweiterte Auflage. Braunschweig: Vieweg+Teubner, 2013. Ca. 25 €
  
  WITTEL, Herbert; MUHS, Dieter; JANNASCH, Dieter, VOßIEK, Joachim: Roloff/Matek Maschinenelemente, Normung, Berechnung, Gestaltung. 25. überarb. u. erw. Aufl. Braunschweig: Vieweg und Teubner, 2021. Lehrbuch + Tabellenbuch. Ca. 40 €
  
  weiteres aus dieser Reihe:
• Formelsammlung ca. 25 €
• Aufgabensammlung ca. 27 €
• Studienprogramm mit benutzergeführten Programmen z.B. Excel-Dateien
  
  CONRAD, Klaus-Jörg; u.A.: Taschenbuch der Konstruktionstechnik. München, Wien: Carl Hanser, 2018. Ca. 40 €
  
  DECKER: Maschinenelemente: Funktion, Gestaltung und Berechnung. 20. Auf¬lage. München: Carl Hanser, 2018. Ca. 35 €
  
  KÜNNE, Bernd: Einführung in die Maschinenelemente: - Gestaltung - Berechnung - Konstruktion. 2. Auflage.Braunschweig: Vieweg+Teubner, 2001. Ca. 50 €
  
  NIEMANN, G.; WINTER, H.; HÖHN, B.-R.: Maschinenelemente: Band 1: Konstruktion und Berechnung von Verbindungen, Lagern, Wellen. 5. bearb. Auflage. Berlin: Springer, 2019. Ca. 105 €
  
  NIEMANN, G.; WINTER, H.: Maschinenelemente: Band 2: Getriebe allgemein, Zahnradgetriebe Grundlagen, Stirnradgetriebe. 2. Auflage. Berlin: Springer, 2002. Ca. 110 €
  
  RIEG, Frank; KACZMAREK, Manfred: Taschenbuch der Maschinenelemente. Leipzig: Hanser Fachbuchverlag, 2006. Ca. 50 €
  
  GROTE, Karl-Heinrich; FELDHUSEN, Jörg: Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau Set1-3, 26. Auflage. Berlin Heidelberg: Springer, 2020. Ca. 200 €

Hausarbeit

1 Semester

Wintersemester und Sommersemester

Deutsch