Konstruktives Projekt-SS2019-Aufgabe PDF

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KP Aufgabe SS19...

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Techn. Hochschule Köln F09, IPK & IBL

Konstruktion und Datenverarbeitung im Maschinenbau

Konstruktives Projekt (2. Semester) Allg.Masch.bau + Mob.Arb.masch.

Konstruktionsaufgabe: Es ist eine Hubeinrichtung – bestehend aus 2 spiegelbildlichen Teilsystemen mit je einer Strebe 1, einer Strebe 2 und einem Hydraulikzylinder zu konstruieren. Zwischen den Drehpunkten D und E soll eine Tragplatte angeordnet sein (vereinfacht dargestellt), die eine Masse m trägt (=> Halbe Last je Teilsystem ansetzen!).

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Strebe 1 ist auf der Lagerdrehachse A mit Hilfe von handelsüblichen Stehlagern (Gleit- oder Wälzlagern, Anbieter z.B. SKF, INA, HSK u.a.) abzustützen. An der Lagerstelle B soll eine handelsübliche Wälzlager-Stützrolle (s. z.B. www.winkel.de o.ä.) zum Einsatz kommen. Die Anordnung an der oberen Tragplatte erfolgt analog. In den Streben an der Lagerstelle C sind Gleitlager (Anbieter s.u.) anzuordnen. Folgende Hauptanforderungen sind von der Hubeinrichtung zu erfüllen. Gesamthub H = ......... mm Angestrebte Hubzeit für „Heben“ und „Senken“ TH = TS = T = ......... s Zu hebende Masse m = ........ kg Hinweis: In der Hubstellung s = s0 liegt die Last m mittig zwischen den Lagerpunkten D und E (= Punkt M). Die Masse der Tragplatte und der zu konstruierenden Bauteile wird in der Aufgabenstellung vernachlässigt.

Nur zum Gebrauch in Vorlesungen und Übungen

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Konstruktives Projekt (2. Semester) Allg.Masch.bau + Mob.Arb.masch.

Konstruktion und Datenverarbeitung im Maschinenbau

Vorgegebener Verlauf für die Hubbewegung der Tragplatte (Gelenke D und E): 4 5   t 3 t t   Polynom 5. Grades: s( t)  s0  H  10    15     6     T   T     T 

s0 : wird mit 300 mm vorgegeben. Die einzelnen Teams (je 4 Studierende) erhalten ihren individuellen Datensatz im Einführungstermin zur Aufgabenstellung

Erforderliche Ausarbeitungen 1. Testat: Erstellen des mechanischen Modells (30 Punkte) Für die 3 Sonderfälle „Ausgangsstellung s = s0“, „s = max. Hub“ und „s(t) bei max. Beschleunigung“ ist das mechanische Modell nebst Berechnung der Auflagerreaktionen in den Punkten A - E zu erstellen. Für die Berechnung im Punkt C ist zunächst die erforderliche Kraft des Hydraulikzylinders (Mindestwert ohne betriebliche Zuschläge) zu ermitteln. Hochzuladen sind das ausgefüllte Ergebnisblatt, ein Kurzbericht mit den wesentlichen Arbeitsschritten und die vorbereitete (noch unfertige) Präsentation. (KW16/17. Achtung! Dies sind die Schulferien! Es besteht trotzdem Anwesenheitspflicht!).

2. Testat: Mehrkörpersimulation (30 Punkte) Um die folgenden Aufgabenpunkte zu bewältigen ist die Bildung eines Simulationsmodells für die Mehrkörpersimulation in SolidWorks (SolidWorks-Motion) und die Berechnung dieses Modells erforderlich. Somit muss der gesamte Bewegungsablauf beim Einsatz des Hubtisches simuliert werden. Folgende Ergebnisse sind zu ermitteln und darzustellen:  Bewegungsdiagramme für „Heben“ und „Senken“: s (t ), s(t ), s( t) für den Lagerpunkt ( t ) für die Kolbenbewegung des Hydraulikzylinders relativ zum D sowie w(t ), w ( t), w Zylinder. Jeder Verlauf ist in einem eigenen Diagramm darzustellen. Die Diagramme sind in Excel auf eigenen Diagrammblättern (nicht Tabellenblättern) zu erstellen. Die Minimal- und Maximalwerte sowie die Haupt- und ggf. Hilfsintervalle der Achsen müssen sinnvoll (s. Vorlage) festgelegt werden!  Gelenkkraftverläufe (horizontale und vertikale Gelenkraft) für den kompletten Hubvorgang aus der untersten Stellung heraus, also „Heben“ und „Senken“, (reibungsfrei) in Abhängigkeit von der Zeit für die Lagerstellen A und C. Die Diagramme sind in Excel auf eigenen Diagrammblättern (nicht Tabellenblättern) zu erstellen. Die Minimal- und Maximalwerte sowie die Haupt- und ggf. Hilfsintervalle der Achsen müssen sinnvoll (s. Vorlage) festgelegt werden! Nur zum Gebrauch in Vorlesungen und Übungen

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 Entsprechend der Vorgabe sind die folgenden Abbildungen Ihres Modells auf Powerpoint-Folien zu erzeugen: o Feature-Baum des CAD-Modells, o Feature-Baum des Simulationsmodells inklusive Zeitrahmen, o aufgeklappte Verknüpfungsgruppe des Feature-Baums des Simulationsmodells o für jeden Motor das Dialogfenster für die Definition der Motorfunktion, o aufgeklappter Ordner der Ergebnisdarstellungen des Feature-Baums des Simulationsmodells.  Es ist eine Tabelle entsprechend der Vorlage zu erzeugen, in der die Werte aus manueller und Simulations-Berechnung unter Vernachlässigung der Bauteilmassen im Vergleich aufgeführt sind. Abzugeben bzw. hochzuladen sind:  PowerPoint-Präsentation mit allen verlangten Darstellungen und den oben aufgeführten Diagrammen und der Vergleichstabelle, sowie den in der Ergebnismaske verlangten weiteren Inhalten.  Excel-Dateien mit den oben aufgeführten Diagrammen.  SolidWorks-Dateien mit dem Simulationsmodell und –ergebnissen.

3. Testat: Auslegung der Konstruktion (30 Punkte)  Berechnung der Haltebolzen in A und D, sowie B und E.  Berechnung des erforderlichen Durchmessers des zentralen Bolzens C.  Geometrische Auslegung der Streben 1 und 2 mit Nachweis der ausreichenden Festigkeit in je einem gefährdeten Querschnitt. Die Lagerstellen sind ggf. durch Stahlringe zu verstärken. Hochzuladen sind das ausgefüllte Ergebnisblatt, ein Kurzbericht mit den wesentlichen Arbeitsschritten (u.a. Biegemomentenverläufe) und die vorbereitete (noch unfertige) Präsentation.

4. Testat: Verpflichtendes Reflexionsgespräch zur Teamarbeit inkl. Reflexionsdokument (30 Punkte)  Das Testat ist ein verpflichtendes Reflexionsgespräch. Jede Gruppe wird in ca. 30 Minuten über den Verlauf der Teamarbeit im Semester reflektieren. Folgende Elemente fließen in die Bewertung mit ein: - Reflexionsgespräche zum Verlauf der Teamarbeit als Bestandteil der Testate 1-3, - ein Reflexionsdokument zur Teamarbeit, das in der Gruppe erstellt wird. Das Dokument wird eine Woche vor dem Testat in ILIAS hochgeladen und dient als Grundlage für das Testat. Das Dokument kann in Berichtsform, als PowerPoint, Poster oder Video eingereicht werden.  Weitere Informationen erhalten Sie in der Einführungsveranstaltung, im Beratungstermin (am 21.5. ab 9:45 Uhr im Audimax) sowie in ILIAS.

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5. Testat: Konstruktionsunterlagen und ILIAS-Test (60 Punkte)  Erstellung der Konstruktionszeichnungen (50 Punkte) diese sind zwei Wochen nach dem 4.Testat in ILIAS hochzuladen und bestehen aus - Zusammenbauzeichnung mit Stückliste und Explosionsansicht (2 Blätter) - Einzelteilzeichnungen: Strebe 1 , Strebe 2  ILIAS-Test: (10 Punkte) Der Test bezieht sich auf fachliche Fragen, die im Laufe des Projektes bearbeitet wurden.

Modulbewertung: In Summe sind 180 Punkte möglich. Zum Bestehen des Moduls sind 90 Punkte erforderlich. Einen Überblick welche Punktzahl im Testat welcher Note entspricht zeigt folgende Tabelle: Einzelbewertung Testate 1-4/5 Punkte von bis 0...