Aufgabe Vorschlag C - 5 · Abitur Hessen Maschinenbautechnik LK 2021
Thema: Wellen: Lagerkräfte und Biegemomentverlauf · Aus der Prüfung LK (2021)
Aufgabenstellung
An der Abtriebswelle (Pos. 9) greift in Höhe der Scheibenfeder (Pos. 40) die Kraft an (Material 5). Das Schaltgetriebe befindet sich nun in Schaltstellung II, in der über die Abtriebswelle ein Drehmoment von übertragen wird.
Material 5: Räumliches Belastungsschema Abtriebswelle Pos. 9 in Schaltstellung II
5.1
Machen Sie die Abtriebswelle (Pos. 9) frei und berechnen Sie die in den Lagern (Pos. 20 und 24) wirkenden Kräfte.
Hinweise: Der Modul des Stirnrades Pos. 8 ist .
Wenn Sie die Zähnezahl von Stirnrad Pos. 8 in Aufgabe 2.2 nicht ermittelt haben, ist mit der Zähnezahl weiterzurechnen.
[12 BE]
5.2
Zeichnen Sie den Verlauf von Querkraft- und Biegemoment in zwei Ebenen und bestimmen Sie die Position und den Betrag des maximalen Biegemoments.
[6 BE]
Lösung
Nach den offiziellen Korrekturhinweisen
5.1 Freimachen der Abtriebswelle Pos. 9 und 5.2 Verläufe von Querkraft und Biegemoment in zwei Ebenen zeichnen
Lösung: 5.1 Freimachen: 5.2 Verläufe von Querkraft und Biegemoment:
5.1 Umfangskraft am Stirnrad Pos. 8 ()
Lösung: 440 N / 0,44 kN / 412,5 N
5.1 Radialkraft am Stirnrad Pos. 8 ()
Lösung: 160,1 N / 0,1601 kN / 150,1 N
5.1 Lagerkraft Lager B in y-Richtung ()
Lösung: 554,2 N / 0,5542 kN / 547,1 N
5.1 Lagerkraft Lager A in y-Richtung ()
Lösung: 894,1 N / 0,8941 kN / 897,0 N
5.1 Lagerkraft Lager B in z-Richtung ()
Lösung: 310,6 N / 0,3106 kN / 291,2 N
5.1 Lagerkraft Lager A in z-Richtung ()
Lösung: 129,4 N / 0,1294 kN / 121,3 N
5.2 Position des maximalen Biegemoments
Lösung: Lager A / beim Lager A / am Lager A
5.2 Betrag des maximalen Biegemoments ()
Lösung: 37,5 Nm / 37500 Nmm
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