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Zusammenfassung MM1 Mentimeter Fragen mit Lsg WiSe 20/21 Prof. Rinderknecht

Zusammenfassung Mentimeter Fragen mit Lsg
Kurs

Maschinenelemente und Mechatronik I

88 Dokumente
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Akademisches Jahr: 2020/2021
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Technische Universität Darmstadt

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Maschinenelemente und Mechatronik I: Mentimeter Fragen

Kapitel 3: Mechanische Komponenten und Energiespeicher

Ist an den Kugellagern eine gelenkige Lagerung oder eine Einspannung zu modellieren? (VL 7. Kap, F. 15)

➔ Gelenkige Lagerung ist vorteilhafter, da die Biegung der Welle ein Moment am Lager hervorrufen (Rillenkugellager lassen sich bis zu einem bestimmten Winkel verkippen). Im Gegensatz dazu l‰sst eine Einspannung keine Momente zu und die Welle w ̧rde versagen, d. kann durchbrechen Einspannung ist ein steifes System mit zu geringen Biegungen in der Welle.

Ist die ‹berpr ̧fung der statischen Durchbiegung ausreichend, um generell die Relevanz der Wellenelastizit‰t zu beurteilen? (VL 7. Kap, F. 16)

➔ Nein es reicht nicht aus, denn durch Erreichen der Eigenfrequenz gelangt man in den dynamischen Bereich und hat neue Situationen, die ber ̧cksichtigt werden m ̧ssen.

Ist es grunds‰tzlich mˆglich durch den kritischen Drehzahlbereich zu fahren? (VL 7. Kap, F. 19)

➔ Ja, aber nur wenn man schnell durchf‰hrt. Ist man zu langsam, so bauen sich die groflen Amplituden der Erregerfrequenz auf und das System kann zerstˆrt werden.

Was versteht man unter aktiven Magnetlagern? (VL 7. Kap, F. 26)

  • Lager mit aktiv gek ̧hlten Permanent Magneten
  • Lager mit aktiver ‹berwachung der Betriebslebensdauer
  • Lager mit Elektromagneten und aktiver Regelung

➔ Lager mit Elektromagneten und aktiver Regelung

Warum macht man eine Pfeilverzahnung? (VL 8, Kap, F. 33)

  • Kostenvorteile
  • ƒsthetik
  • Reduzierung Lagerkr‰fte
  • Erhˆhung Zahnradtragf‰higkeit

➔ Reduzierung der Lagerkr‰fte, da diese in axialer Richtung in ausgeglichener Situation ➔ Keine Kostenvorteile, denn Schr‰gverzahnung w‰re in dem Fall kosteng ̧nstiger ➔ Keine Erhˆhung der Zahnradtragf‰higkeit, denn gleiche Werte bei gleicher breite einer Schr‰gverzahnung.

Wodurch kann Verlustleistung entstehen? (VL 8, Kap. 3, F. 38)

➔ Festkˆrperreibung ➔ Schlupf ➔ Luftwiderstand ➔ Schmierstoffwiderst‰nde

Kann der Wirkungsgrad negativ sein? (VL 8, Kap, F. 38+39)

  • Ja
  • Nein ➔ Ja, dann tritt Selbsthemmung auf und das System benˆtigt am Abtrieb Energie.

Wie sind die ‹bersetzungen beim Anfahren eines KFZ? (VL 8, Kap, F.)

  • Klein
  • Grofl ➔ Kleiner Gang = grofle ‹bersetzung ➔ Grofler Gang = kleine ‹bersetzung

Welche Kopplung zur ‹bertragung der Bewegung gibt es beim Riemengetriebe? (VL 8, Kap, F. 51)

  • Kinematische Kopplung
  • Kraftkopplung
  • Gemischte Kopplung ➔ Kraftkopplung ➔ Es gibt im Allgemeinen keine gemischte Kopplung

In welcher Fahrsituation sind bei einfachen Handschaltgetrieben Ger‰usche deutlich wahrnehmbar? (VL 9, Kap. 3)

➔ R ̧ckw‰rtsgang, da aus Kostengr ̧nden hier Geradverzahnungen verwendet werden und die einen hˆheren Ger‰uschpegel aufweisen

Welche Kraft erzeugt die hˆhere Wellenbeanspruchung? (VL 9, Kap. 3, F)

  • Radialkraft
  • Tangentialkraft ➔ Tangentialkraft beansprucht die Welle auf Torsion und tr‰gt zu dem gew ̧nschten Drehmoment bei. Im Gegensatz dazu stˆren Radialkr‰fte nur und m ̧ssen soweit es geht unterdr ̧ckt bzw. vermieden werden.

Welche Kr‰fte kehren ihre Wirkrichtung bei Wechsel der Drehrichtung um? (VL 9, Kap. 3, F)

  • Tangentialkr‰fte
  • Radialkr‰fte
  • Axialkr‰fte ➔ Tangentialkr‰fte ➔ Axialkr‰fte

Welche Genauigkeitsanforderungen sind bei Zahnr‰dern in Kraftfahrzeuggetrieben ̧blich? (VL 9, Kap. 3, F.)

  • 1mm
  • 0,1mm
  • 0,01mm
  • 0,001mm
  • 0,0001mm ➔ 0,001mm

Welches Ph‰nomen ist beim Riemengetriebe zu erwarten? (VL 10

Welche Unterschiede bestehen zwischen dem b ̧rstenlosen DC-Motor und dem Synchronmotor permanentmagnetischen Rotor (PMSM)? (VL 16, Kap, F. 137)

➔ Wechselstrom aus dem Stromnetz, keine mechanische Kommutierung bei PMSM (Elektronik erforderlich)

Warum werden die PMSM bei Hybridfahrzeugen eingesetzt? (VL 16, Kap. 4, F)

  • Kostenvorteile
  • Wirkungsgradvorteile
  • Bauraumvorteile ➔ Bauraumvorteil hier entscheidend, da keine zus‰tzlichen Spulen und Windungen zur Erzeugung der Flussdichten benˆtigt werden (Hˆheres Mafl an Leistungsdichte). Wirkungsgrad bei Hybridmotoren untergeordnete Rolle.

Warum werden die PMSM bei Elektrofahrzeugen eingesetzt? (VL 16, Kap. 4, F. 144)

  • Kostenvorteile
  • Wirkungsgradvorteile
  • Bauraumvorteile ➔ Wirkungsgradvorteile f ̧r Reichweite des Elektrofahrzeuges entscheidend

Warum wird beim Porsche Taycan ein System mit 800V eingesetzt? (VL 16, Kap. 4, F)

  • Grˆflere Leistungsf‰higkeit
  • Geringere Verluste
  • Geringere Kosten ➔ Grˆflere Leistungsf‰higkeit, da 800V gleiche Leistung bei halben Strˆmen. Drahtquerschnitte kleiner w‰hlbar. Verluste sind dadurch geringer.

Warum ist der Asynchronmotor der am weitesten verbreitete E-Motor f ̧r Leistungen ab ca. 1kW? (VL 17, Kap. 4, F.)

➔ Kosteng ̧nstig ➔ Robust ➔ L‰uft mit Drehstrom aus Netz ➔ Keine (w‰rmempfindliche: Entmagnetisierung ab Curie-Temperatur) Permanentmagneten nˆtig

Warum wurde bei zwei der drei Hydraulikkreisl‰ufe beim Airbus 380 der Betriebsdruck von den ̧blichen ca. 200 auf 340 bar erhˆht? (VL 18, Kap. 4, F)

➔ Vorteile im Bezug auf das Leistungsgewichts des Systems. Aktoren bleiben gleich in ihrer Bauweise.

Worin bestehen die Vorteile der Hydraulik gegen ̧ber der Elektromechanik? (VL 18, Kap. 4, F)

➔ Mit einer zentralen Hydraulischen Energiebereitstellen kann man unterschiedliche Freiheitsgerade bedienen. Viele Elektromotoren bei der Elektromechanik notwendig. Dadurch eine Gewichtserhˆhung und viele Motoreinheiten notwendig.

Kann man den Hydraulikmotor umgekehrt, um hydraulische Energie zur ̧ckzugewinnen und wie w ̧rde man ihn nennen? (VL 18, Kap. 4, F)

➔ Das entspricht dann einer hydraulischen Pumpe

Wie sind die Steuerkanten an dem Schieber tendenziell beschaffen? (VL 18, Kap. 4, F)

  • Scharfkantig
  • Abgerundet ➔ Scharfkantig um abzudichten

Wodurch kˆnnen Funktionsstˆrungen in einer Hydraulik entstehen? (VL 18, Kap, F)

➔ Verschmutzung (kann durch Filterung vor der Pumpe verhindert werden) ➔ Lufteinschl ̧sse ➔ Undichtigkeiten ➔ Druckverlust

Welches mechanisches Umformungsprinzip hat der Taumelscheibenmotor? (VL 18, Kap, F)

➔ Kurvenumformer

Warum ist es bei einem pneumatischen Aktor mit der Geschwindigkeit nicht so leicht ein pneumatisches System zu regeln? (VL 18, Kap, F)

➔ Aufgrund der groflen Kompression von Luft (‰hnlich Schlupf mechanisches System, Asynchronmotor)

Was versteht man unter einem Schluckvolumen bei Rotationsmotoren/Hydromotoren? (VL 18, Kap, F)

➔ Volumen das bei einer Umdrehung bei einer Pumpe gefˆrdert wird

Wie werden die Lamellen bei einem Fl ̧gelzellenmotor zur Dichtung nach auflen gepresst? (VL 18, Kap, F)

  • Feder
  • Fliehkraft
  • Druckbeaufschlagung ➔ Fliehkraft automatisch (f ̧r hohe Drehzahlen) ➔ Druckbeaufschlagung (bei niedrigen Drehzahlen)

Wo findet Energiewandlung und wo Energieumformung in der Hydrostatischen Presse statt? (VL 19, Kap. 4, F. 212)

➔ F1 auf p: Energiewandlung ➔ p auf F2: Energiewandlung ➔ F1 auf F2: Energieumformung

Wieso wird in dem Getriebe ein Kettenantrieb verwendet? (VL 19, Kap, F)

➔ Gewichtsersparnis (da zwei Zahnr‰der zu hohes Gewicht) ➔ Bauraumvorteil

➔ Ja,

Welchem Reglertyp (P, I oder D) entspricht die mechanische Drehzahlregelung der Dampfmaschine? (VL 20, Kap, F)

➔ P-Regelglied, da sich der Schieber proportional verschiebt. Bei hˆherer Drehzahl wird der Schieber weiter in das Rohr geschoben als bei niederer Drehzahl.

Mit welcher Testfunktion l‰sst sich die Stabilit‰t eines geregelten Systems am besten untersuchen? (VL 20, Kap)

  • Impulsfunktion
  • Sprungfunktion
  • Rampenfunktion

➔ Impulsfunktion am besten geeignet, da das System danach sich selbst ̧berlassen wird und durch das Abklingen der Amplituden sich Stabilit‰t einstellt. Sprungfunktion weniger sinnvoll, da Stabilit‰t nicht sicher ist. Beispiel: Kraftsprung bei Stˆrgrˆfle, dann bleibt Kraft kontinuierlich Energiezufuhr, dann f ̧hrt es zu immer grˆfleren Amplituden, also zu instabilen Verhalten.

Handelt es sich beim Kurshalten mit einem Fahrzeug nur um eine Regelung und keine Steuerung? (VL 20, Kap, F)

  • Ja
  • Nein

➔ Nein, da beim Auto neben der Regelung auch eine Vorsteuerung vorhanden ist. Regelung kann erst entstehen, wenn es eine Regelabweichung gibt. Steuerung kann fehlerhaft mit Abweichungen sein und das wird dann durch den Regler ausgebessert.

Weist die ungefesselte und ged‰mpfte Masse ein sauberes I2-verhalten auf? (VL 21, Kap. 6, Demonstrator Video)

  • Ja
  • Nein ➔ Ja, da die erste Ableitung sich einem konstanten Wert n‰hert

Weist die ungefesselte und unged‰mpfte Masse ein sauberes I2-Verhalten auf? (VL 21, Kap. 6, Demonstrator Video)

  • Ja
  • Nein ➔ Nein, da in der zweiten Ableitung kein sauberer konstanter Wert entsteht. Diese Ungenauigkeit entsteht durch Reibungsd‰mpfung.

Um was f ̧r eine Regelung handelt es sich bei dem gezeigten Sprungverhalten? (VL 21, Kap. 6, F. 83)

  • Stˆrgrˆflenregelung
  • Folgeregelung ➔ Folgeregelung, da sich die F ̧hrungsgrˆfle ‰ndert
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Maschinenelemente und Mechatronik I: Mentimeter Fragen
Kapitel 3: Mechanische Komponenten und Energiespeicher
Ist an den Kugellagern eine gelenkige Lagerung oder eine Einspannung zu modellieren? (VL 7. Kap.3,
F. 15)
➔ Gelenkige Lagerung ist vorteilhafter, da die Biegung der Welle ein Moment am Lager hervorrufen
(Rillenkugellager lassen sich bis zu einem bestimmten Winkel verkippen). Im Gegensatz dazu lässt
eine Einspannung keine Momente zu und die Welle würde versagen, d.h. kann durchbrechen
Einspannung ist ein steifes System mit zu geringen Biegungen in der Welle.
Ist die Überprüfung der statischen Durchbiegung ausreichend, um generell die Relevanz der
Wellenelastizität zu beurteilen? (VL 7. Kap.3, F. 16)
➔ Nein es reicht nicht aus, denn durch Erreichen der Eigenfrequenz gelangt man in den
dynamischen Bereich und hat neue Situationen, die berücksichtigt werden müssen.
Ist es grundsätzlich möglich durch den kritischen Drehzahlbereich zu fahren? (VL 7. Kap.3, F. 19)
➔ Ja, aber nur wenn man schnell durchfährt. Ist man zu langsam, so bauen sich die großen
Amplituden der Erregerfrequenz auf und das System kann zerstört werden.
Was versteht man unter aktiven Magnetlagern? (VL 7. Kap.3, F. 26)
• Lager mit aktiv gekühlten Permanent Magneten
• Lager mit aktiver Überwachung der Betriebslebensdauer
• Lager mit Elektromagneten und aktiver Regelung
➔ Lager mit Elektromagneten und aktiver Regelung
Warum macht man eine Pfeilverzahnung? (VL 8, Kap.3, F. 33)
• Kostenvorteile
• Ästhetik
• Reduzierung Lagerkräfte
• Erhöhung Zahnradtragfähigkeit
➔ Reduzierung der Lagerkräfte, da diese in axialer Richtung in ausgeglichener Situation
➔ Keine Kostenvorteile, denn Schrägverzahnung wäre in dem Fall kostengünstiger
➔ Keine Erhöhung der Zahnradtragfähigkeit, denn gleiche Werte bei gleicher breite einer
Schrägverzahnung.
Wodurch kann Verlustleistung entstehen? (VL 8, Kap. 3, F. 38)
➔ Festkörperreibung
➔ Schlupf
➔ Luftwiderstand
➔ Schmierstoffwiderstände
Kann der Wirkungsgrad negativ sein? (VL 8, Kap.3, F. 38+39)

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