Konstruktion für Mechatronik

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 7.0 vom 02.08.2022

11B0249

Design and Construction für Mechatronic

• Mechatronik (B.Sc.)
• Mechatronic Systems Engineering (M.Sc.)

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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 k?nnen Verbindungselemente, Elemente der drehenden Bewegung und Elemente zur ?bertragung 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. auszuw?hlen und zu integrieren. Die Studierenden kennen die Grundlagen der methodischen Konstuktionssystematik und k?nnen so in Entwicklungsprojekten die Schnittstelle zum konstruktiven Maschinenbau mitgestalten.

1. Grundlagen-> Produktentstehungsprozess, Konstruktionsbegriff, Konstruktionsarten
2. Konstruktionssystematik-> Konstruktionsmethodik, Gestaltungsprinzipien
3. Darstellung technischer Produkte-> Bauteil- und Baugruppendarstellung, Toleranzen, Oberfl?chen
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, W?lzlagern und Zahnradgetrieben

Wissensverbreiterung
Nach Abschluss des Moduls kennen die Studierenden die Grundlagen des methodischen Konstruierens und die Funktionsweise ausgew?hlter Maschinenelemente. Sie k?nnen die Konstruktion mechanischer Komponenten bei der Entwicklung mechatronischer Systeme einordnen. Weiterhin k?nnen Sie die Vorgehensweise zur Konstruktion von Bauteilen und Baugruppen erl?utern und die notwendige rechnerische Auslegung erkl?ren.
Wissensvertiefung
Die Studierenden k?nnen 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.
K?nnen - 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 bema?en 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 ?bersetzung auszulegen und (überschl?gig) Tragf?higkeitsberechnungen durchzuführen
-> W?lzlager in Bezug auf statische und dynamische Tragf?higkeit auszulegen und auszuw?hlen
K?nnen - kommunikative Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls k?nnen die Studierenden Entwurfs- und Berechnungsergebnisse aufbereiten, innerhalb eines Entwicklungsteam darstellen und diskutieren.
K?nnen - systemische Kompetenz
Nach Abschluss des Moduls verstehen die Studierenden die Abl?ufe im Rahmen einer konstruktiven Produktentwicklung. Sie k?nnen 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 eigenst?ndig in die Berechnung komplexerer konstruktiver Probleme mit Hilfe von Literatur und Formelsammlungen einzuarbeiten.

Vorlesung mit integrierten ?bungen in zwei Kategorien: 1. Professor rechnet vor allen vor, 2. Studentische Gruppe erarbeitet die L?sung und ein Studierender dieser Gruppe rechnet vor allen vor.

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

Rokossa, Dirk

• Austerhoff, Norbert
• Rokossa, Dirk
• Friebel, Wolf-Christoph
• Schwarze, Bernd
• Wahle, Ansgar
• Wi?erodt, Eberhard
• Forstmann, Jochen

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Wittel, Herbert; Muhs, Dieter; Jannasch, Dieter; Vo?iek, 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. vollst?ndig überarbeitete Auflage; Hanser Verlag München; 2012Grote, Karl-Heinrich; Feldhusen, J?rg: 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-J?rg: Grundlagen der Konstruktionslehre – Methoden und Beispiele für den Maschinenbau; 5. aktualisierte Auflage; Hanser Verlag München; 2010Grote, Karl-Heinrich; Feldhusen, J?rg: 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, Erkl?rungen, ?bungen, Tests; 34. Auflage; Cornelsen Verlag; 2014

Klausur 2-stündig

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Nur Sommersemester

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