Das Techniker Handbuch

1665 Pages·1992·63.656 MB·German

by  Alfred Böge (auth.)

Mathematik 1- 176
Physik 177- 216
Mechanik 217- 342
Festigkeitslehre 343- 462
Werkstoffkunde 463- 596
Warmelehre 597- 654
Elektrotechnik 655- 750
Span lose Fertigung 751- 812
Zerspantechnik 813- 856
Werkzeugmaschinen 857- 962
Betriebswirtschaftslehre 963-1026
Kraft- und Arbeitsmaschinen 1027-1186
Fordertechnik 1187-1232
Maschinenelemente 1233-1442
Steuerungstechnik 1443-1530
CNC-Technik 1531-1630
Oas
Techniker
Handbuch
Das Techniker Handbuch
Herausgegeben von Alfred 80ge
8eitriige und Mitarbeiter
Mathematik Dr. Friedrich Kemnitz
Physik Gert 80ge
Mechanik Alfred 80ge
Festigkeitslehre Alfred 80ge
Werkstoffkunde Wolfgang WeiBbach
Warmelehre Heinz Wittig
Elektrotechnik Karl-Heinz Rothke, Gert 80ge
Spanlose Fertigung Erich 8asse, Wolfgang 80ge
Zerspantechnik Wolfgang 80ge
Werkzeugmaschinen Walter Schlemmer, Wolfgang 80ge
8etriebswirtschaftslehre Karl-Heinz Degering
Kraft-und Arbeitsmaschinen Wolfgang 80ge, Manfred Ristau
Fordertechnik Dr.-Ing. Johannes Sebulke
Maschinenelemente Alfred 80ge, Wolfgang 80ge
Steuerungstechnik Hans-Jurgen Kufner
CNC-Technik Rainer Ahrberg, Jurgen Voss
Alfred Sage
Das
Techniker
Handbuch
Mit 1775 Bildern und 306 Tafeln
13., Uberarbeitete Auflage
I I
vleweg
Approbiert fUr den Unterrichtsgebrauch an Fachschu1en fUr Maschinenbau und verwandte Rich
tungen, fUr Metallbearbeitung, fUr Feinwerktechnik und fUr Betriebstechnik in der Republik
(}sterreich unter Aktenzeichen Z1.25.845/4-14a/80 und Hoheren technischen und gewerb
lichen Lehranstaiten in der Republik (}sterreich unter Aktenzeichen Z1.25.845/1-14a/79.
Ausztige aus den DIN-Normen wurden wiedergegeben mit Genehmigung des DIN Deutsches
Institut fUr Normung e.V. M~gebend fUr das Anwenden der Norm ist deren Fassung mit dem
neuesten Ausgabedatum, die bei der Beuth Verlag GmbH, 1000 Berlin 30 und 5000 Koln 1,
erhliltlich ist.
1. Auflage 1964
Nachdruck 1968
2., tiberarbeitete und erweiterte Auflage 1969
Nachdruck 1971, 1975
3., vollig neubearbeitete Auflage 1977
4., tiberarbeitete Auflage 1979
5., tiberarbeitete Auflage 1981
6., durchgesehene Auflage 1982
7., tiberarbeitete Auflage 1983
8., tiberarbeitete und erweiterte Auflage 1985
9., tiberarbeitete Auflage 1986
10., tiberarbeitete und erweiterte Auflage 1987
11., tiberarbeitete und erweiterte Auflage 1989
12., Uberarbeitete und erweiterte Auflage 1990
13., tiberarbeitete Auflage 1992
Alle Rechte vorbeha1ten
© Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 1992
Softcover reprint of the hardcover 13th 1992
Der Verlag Vieweg ist ein Unternehmen der Verlagsgruppe Berte1smann International.
Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschtitzt. Jede Ver
wertung in anderen a1s den gesetzlich zugelassenen Flil1en bedarf
desha1b der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages.
Satz: Vieweg, Braunschweig
Gedruckt auf saurefreien Papier
ISBN-13 :978-3-528-14053-3 e-ISBN-13 :978-3-322-83499-7
DOl: 10.1007/978-3-322-83499-7
Vorwort
Das Techniker Handbuch ist seit 1964 Unterrichts- und Nachschlagewerk fUr Tech
niker in Schule und Praxis. Es hat sich auch in den studien- und berufsbezogenen
Bildungswegen an Berufsbildenden Schulen bewahrt, ebenso fUr Kurse der Hand
werkskammer und fUr die betriebliche Fort-und Weiterbildung.
Seit einigen Jahren findet das Techniker Handbuch auch Interesse an den Technischen
Lehranstalten in Osterreich.
Das Techniker Handbuch enthalt den Lehrstoff der Grundlagen- und Anwendungs
facher der Fachrichtung Maschinenbau. Die technisch-naturwissenschaftlichen
Grundlagen werden ohne hahere Mathematik nach folgender Gliederung erarbeitet:
• Erlauterung des Problems
• Herleitung der Berechnungsgleichungen
• Anwendungsbeispiele
Das vorgerechnete Beispiel ist methodisches Hilfsmittel in allen Abschnitten des
Buches.
Die Lehrinhalte im Abschnitt Mathematik werden besonders ausfiihrlich behandelt.
In der iibersichtlichen zweispaltigen Anordnung ist der Lehrstoff gegliedert in
• Definition und Erlauterung
• Formel und Lehrsatz
• zeichnerische und rechnerische Bearbeitung
FUr die 12. Auflage wurden vor aHem die Abschnitte Werkzeugmaschinen, Betriebs
wirtschaftslehre und Zerspantechnik iiberarbeitet, fUr die 13. Auflage die Abschnitte
Warmelehre, Werkstoffkunde, Spanlose Fertigung, Elektrotechnik und Maschinen
elemente.
Viele Anregungen und Verbesserungsvorschlage von Fachleuten aus der Bundes
republik Deutschland und aus Osterreich konnten wieder eingearbeitet werden. Ich
danke allen, die dabei mitgeholfen haben.
Auch fUr die folgenden Neuauflagen bitte ich die Fachleute, Lehrer und SchUler,
mir wie bisher mit kritischen Anregungen zu helfen, das Werk noch weiter zu ver
bessern.
Braunschweig, im Juli 1992 Alfred Edge
v
Inhaltsverzeichnis
Mathematik
I. Tabellen 5. Das Dreieck 116
6. Das Viereck 121
II. Arithmetik 3
7. Der Kreis 123
1. Einleitung der Zahlen 3
8. FHicheninhalt, FHichenverwandlung 125
2. Die vier Grundrechenarten 4
9. Ahnlichkeit und Strecken- 127
3. Terme 4
verhiiltnisse
4. Vereinbarungen 4
5. Termumformungen 5 VI. Stereometrie 133
6. Bruchrechnung 11
(raumliche Geometrie)
7. Dezimalzahlen und Dualzahlen 15
1. Prismatische Korper 133
8. Potenzen, Wurzeln, Logarithmen 18
2. PyramidenfOrmige Korper 134
9. Die Briggsschen Logarithmen 28
3. Pyramidenstumpf und Kegel- 135
10. Imaginare Zahlen 29
stumpf
III. G leichungslehre 36 4. Die Kugel 136
1. G leichungsarten 36
VII. Ebene Trigonometrie 138
2. Lineare Gleichungen 36
1. Defmitionen der trigonometrischen
3. Quadratische Gleichungen 48
Funktionen (Winkelfunktionen,
4. Gleichungen dritten und hoheren
Kreisfunktionen) 138
Grades 51
2. Zusammenhange der trigono-
5. Sonstige Gleichungen 57
metrischen Funktionen 138
IV. Funktionen, graphische 3. Die Kurven der Kreisfunktionen 139
Losungen, analytische 4. Spezielle Funktionswerte der
Geometrie 62 Kreisfunktionen 141
1. Begriff der Funktion 62 5. Symmetrie der Kreisfunktionen 141
2. Die ganze rationale Funktion 62 6. Additionstheoreme 142
3. Sonstige analytische Funktionen 77 7. Sinussatz und Kosinussatz 143
4. Graphische Losung von 8. GradmaB und BogenmaB 145
Bestimmungsgleichungen 81 9. Winkelfunktion und Arcusfunktion 147
5. Analytische Geometrie 85
VI I I. Analysis {Differential-unci 149
V. Planimetrie (ebene Geometrie) 111 I ntegralrechnung)
1. Gerade Linien 111 1. Fo1gen und Reihen 149
2. Winkel 111 2. Grenzwerte 152
3. Grundkonstruktionen 113 3. Differentialrechnung 156
4. Geometrische Orter (Ortslinien) 115 4. Integralrechnung 168
Physik 177
1. Physikalische Grofl>en und 4. Die Dimension einer Grofl>e 181
Grofl>enarten 177 5. Einheiten 182
2. Basisgrofl>en und abgeleitete 6. Basiseinheiten, abgeleitete Einheiten,
Grofl>en 178 koharente Einheiten, Hilfs-oder
3. Grofl>engleichungen 180 Sondereinheiten 183
VI
7. Das Meter ist die Basiseinheit der 16. Masse, Massenpunkt und
Basisgro~e Unge 185 Massentragheitsmoment 196
8. Das Kilogramm ist die Basiseinheit 17. Dichte 197
der Basisgro~e Masse 186 18. Gewichtskraft 198
9. Die Sekunde ist die Basiseinheit 19. Gravitation oder Massenanziehung 199
der Basisgro~e Zeit 187 20. Tragheit und Tragheitsgesetz
10. Die Krafteinheit Newton 187 (Erstes Newtonsches Axiom) 201
11. Die Arbeits-und Energieeinheit 21. Das Dynamische Grundgesetz
Joule 188 (Zweites Newtonsches Axiom) 202
12. Skalare und Vektoren 189 22. Wechselwirkungsgesetz
13. Bewegung, Bewegungsarten (Drittes Newtonsches Axiom) 203
(Translation, Rotation) 190 23. Die Kraft 204
14. Geschwindigkeit 192 24. Die Tragheitskraft 206
15. Beschleunigung 193 25. Statisches Gleichgewicht 207
26. Dynamisches Gleichgewicht 209
Mechanik 217
I. Statik starrer Korper in III. Statik der Fliissigkeiten
der Ebene 217 (Hydrostatik) 320
1. Grundlagen 218 1. Eigenschaften der Fltissigkeiten
2. Zusammensetzen, Zerlegen und und Gase 321
Gleichgewicht von Kraften in 2. Hydrostatischer Druck (Fliissig-
der Ebene 224 keitsdruck, hydraulische Pressung) 321
3. Krafte im Raum (Sonderflille) 234 3. Druck-Fortpflanzungsgesetz 321
4. Schwerpunkt 237 4. Anwendung des Druck-
5. Guldinsche Regeln 244 F ortpflanzungsgesetzes 322
6. Standsicherheit, Gleichgewichts- 5. Druckverteilung durch Gewichts-
lagen 245 kraft der Fltissigkeit 324
7. Ebene Fachwerke 247 6. Hydrostatische Krafte gegen
8. Reibung 250 ebene Wande offener Gera~e 324
7. Antrieb 326
8. Schwimmen 327
II. Dynamik 268 9. Gleichgewichtslagen schwimmender
1. Bewegungslehre (Kinematik) 269 Korper 327
2. Mechanische Arbeit, Leistung,
Wirkungsgrad, Vbersetzung 283
3. Dynamik der Verschiebebewegung IV. Dynamik der Fliissigkeit~n
(Translation) des starren Korpers 290 (Hydrodynamik) 328
4. Dynamik der Drehung (Rotation) 1. Aligemeines 328
des starren Korpers 299 2. Die Grundgleichungen der
5. Gegentiberstellung der Gesetze flir Stromung 330
Drehung und Schiebung 310 3. Anwendung der Bemoulligleichung 333
6. Gerader zentrischer Sto~ 311 4. Widerstande in Rohrltiitungen 338
VII
Festigkeitslehre 343
I. Allgemeines 345 III. Zusammengesetzte
1. Aufgaben der Festigkeitslehre 345 Beanspruchungen 443
2. Schnittverfahren 345 1. Gleichzeitiges Auftreten mehrerer
3. Spannung 348 Normalspannungen 444
4. Formanderung 349 2. Gleichzeitiges Auftreten mehrerer
5. Hookesches Gesetz (Elastizitats- Schubspannungen 448
gesetz) 350 3. Gleichzeitiges Auftreten von
6. Die Grundbeanspruchungsarten 350 Normal-und Schubspannungen 448
7. lusammengesetzte Beanspruchung 352
8. Festigkeit 352 IV. Beanspruchung bei Beriihrung
9. lulassige Spannung und Sicherheit 358 zweier Korper
(Hertzsche Gleichungen) 455
II. Die einzelnen
1. Voraussetzungen 455
Beanspruchungsarten 364 2. Bedeutung der Formelzeichen 455
1. lug und Druck 364 3. Berechnungsgteichungen 456
2. Biegung 371
3. Knickung 419 V. Nomogramme zur
4. Abscheren 431 Festigkeitslehre 458
5. Torsion (Verdrehung) 433 1. lug-, Druck-und Uingenanderung 458
6. Flachenpressung 440 2. Biegung 459
3. Knickung 460
4. Abscheren 461
5. Torsion und Verdrehwinkel 462
Werkstoffkunde 463
I. Grundlagen 463 III. Metallgewinnungsverfahren 505
1. Allgemeines 463 1. Darstellung der Metalle 505
2. Bau der Atome 466 2. Stahlerzeugung 507
3. Periodensystem der Elemente 469
4. Chemische Bindung 475 IV. Technisch wichtige Legierungen
5. Wichtige Gruppen der chemischen des Eisens 512
Verbindungen 478 1. Eisen 512
6. Chemische Vorgange 2. Die Warmebehandlung der Stahle 516
(Reaktionen) 484 3. Stahlsorten 528
4. Eisen-Kohlenstoff-GuBwerkstoffe 544
II. Metallkundliche Grundlagen 492
1. Struktur der Metalle und V. Nichteisenmetalle 549
Legierungen 492 1. Allgemeines tiber NE-Metalle 549
2. Eigenschaften und Verhalten 2. Aluminium 551
der Metallgitter 494 3. Kupfer 555
3. lweistofflegierungen 497 4. Titan 560
4. Legierungstypen 501 5. Magnesium 560
5. GefUgefehler 504 6. Blei 561
VIII
7. linn 561 5. Duroplaste 574
8. link 562 6. Thermoplaste 576
9. Werkstoffe fUr Uitungen 562
10. DruckguBwerkstoffe 562 VII. PrUfung metallischer
II. Sinterwerkstoffe 562 Werkstoffe 582
12. Keramische Werkstoffe 565 I. Priifung der Harte 582
13. Verbundwerkstoffe 566 2. Der lugversuch 586
3. Kerbschlagbiegeversuch 589
4. Priifung der Festigkeit bei
hoheren Temperaturen 590
VI. Kunststoffe 567 5. Priifung der Festigkeit bei
1. Begriffe und lusamrnenhiinge 567 schwingender Beanspruchung,
2. Monomere Ausgangsstoffe 568 Dauerschwingversuch 591
3. Chemische Reaktionen zur 6. Untersuchung von Verarbeitungs-
Bildung von Makromolekiilen 568 eigenschaften 593
4. Molekiilstruktur und EinfluB auf 7. lerstOrungsfreie Werkstoff-
die Eigenschaften 572 priifung 593
Warmelehre 597
I. Grundbegriffe 598 III. Thermodynamik vollkommener
I. Wiirme und innere Energie 598 Gase 618
2. Temperatur und Temperatur- I. Allgemeine lustandsgieichung 618
einheiten 598 2. Spezifische Wiirmekapazitiit 619
3. Druck und Druckeinheiten 599 3. Innere Energie 621
4. Volumen und Volumeneinheiten 601 4. AuBere Arbeit 622
5. Wiirme und Wiirmeeinheiten 603 5. Technische Arbeit 623
6. Spezifische Wiirmekapazitiit 603 6. Enthalpie 623
7. Wiirmeausdehnung 607 7. Entropie 624
8. Aggregatzustiinde 611 8. lustandsiinderungen 625
9. Carnotscher KreisprozeB 638
10. Drosselung 641
II. Warme und Arbeit 614
II. Gasmischungen 641
I. Erster Hauptsatz der Wiirmelehre 614
2. Kreisprozesse 615
3. Thermischer Wirkungsgrad 616 IV. Warmeiibertragullg 644
4. lweiter Hauptsatz der Wiirmelehre 617 I. Aligemeines 644
5. Umkehrbare lustandsiinderungen 617 2. Wiirmeleitung 645
6. Maximal gewinnbare Arbeit 618 3. Wiirmeiibergang (Wiirmekonvektion) 646
4. Wiirmedurchgang 648
5. Wiirmestrahlung 652
IX