Andreas Fricke, Detlef Günzel, Thomas Schaeffer
Bewegungstechnik
Berechnen von mechanischen Getrieben
Vorwort
6
Wichtige Kurzzeichen und Indizes
11
1 Lösen von Bewegungsaufgaben
16
1.1 Bewegungstechnik
16
1.2 Bewegungsaufgaben
18
1.2.1 Bewegungsaufgaben im Entwicklungsprozess
18
1.2.2 Klassifizierung von Bewegungsaufgaben
19
1.3 Bewegungssysteme
23
1.3.1 Definition eines Bewegungssystems
23
1.3.2 Beispiele zu Bewegungssystemen
25
1.3.3 Entwicklungsprozess eines Bewegungssystems
27
1.3.4 Lösungskonzepte für Bewegungssysteme
29
1.3.5 Antriebsprinzipe
35
2 Bewegungsdesign
37
2.1 Grundlagen
37
2.2 Bewegungsdesign für Übertragungsaufgaben
43
2.2.1 Polynom-Bewegungsgesetze
43
2.2.2 Trigonometrische Bewegungsgesetze
45
2.2.3 Normierte Übertragungsfunktionen
46
2.2.4 Bewegungsdesign als Optimierungsaufgabe
49
2.2.5 Bewegungsdesign unter schwingungstechnischen Gesichtspunkten
56
2.3 Bewegungsdesign für Führungsaufgaben
66
2.3.1 Abschnittsweise Beschreibung einer Führungsbahn
66
2.3.2 Beschreibung einer Führungsbahn durch eine endliche Fourierreihe
77
2.4 Übungsaufgaben
80
3 Aufbau von mechanischen Getrieben
83
3.1 Ordnung der Getriebe
84
3.1.1 Einteilung nach ihrer Funktion
84
3.1.2 Einteilung nach der Lage der Drehachsen
86
3.1.3 Einteilung nach charakteristischen Getriebeelementen
87
3.2 Darstellungsarten der Getriebe
88
3.3 Elemente der Getriebe
90
3.3.1 Gelenke
90
3.3.2 Getriebeglieder
95
3.3.3 Hilfsorgane
98
3.4 Möglichkeiten zur Änderung der Gelenkbauform
98
3.5 Gestellwechsel
102
3.6 Laufgrad und Zwanglauf von Getrieben
102
3.7 Übungsaufgaben
109
4 Kinematische und kinetostatische Grundlagen
114
4.1 Grafische Darstellung von Bewegungsgrößen
114
4.2 Bewegung einer Ebene in einer Bezugsebene
116
4.2.1 Drehung einer Ebene um einen festen Drehpunkt
116
4.2.2 Schiebung einer Ebene
118
4.2.3 Allgemeine Bewegung einer Ebene
119
4.3 Grafische Ermittlung von Geschwindigkeiten
122
4.4 Relative Bewegung von drei Ebenen
126
4.5 Polkonfiguration
130
4.6 Grafische Ermittlung von Übersetzungen
132
4.7 Analytische Methoden der kinematischen Analyse
138
4.8 Kinetostatische Analyse ebener Getriebe
144
4.8.1 Übertragungswinkel als Gütekriterium der Kraftübertragung
144
4.8.2 Kraftanalyse nach dem Leistungsprinzip
147
4.8.3 Kraftanalyse nach dem Prinzip der virtuellen Arbeit
149
4.9 Übungsaufgaben
151
5 Typsynthese ausgewählter Getriebe
153
5.1 Koppelgetriebe
153
5.1.1 Ebene 4-gliedrige Koppelgetriebe
155
5.1.2 Ebene 6-gliedrige Koppelgetriebe
167
5.1.3 Räumliche Koppelgetriebe
170
5.2 Kurvengetriebe
171
5.2.1 Systematik und Aufbau von Kurvengetrieben
171
5.2.2 Kurven-Koppelgetriebe
179
5.2.3 Auswahl von Kurvengetrieben
181
5.3 Zahnrädergetriebe
183
5.3.1 Ordnung der Zahnrädergetriebe
183
5.3.2 Verzahnungsgeometrie
188
6 Maßsynthese ausgewählter Getriebe
196
6.1 Koppelgetriebe
196
6.1.1 Synthese bei vorgegebenen Lagen der Koppel
197
6.1.2 Mehrfache Erzeugung einer Koppelkurve
204
6.1.3 Relativlagen-Synthese
209
6.1.4 Altsche Totlagenkonstruktion
216
6.2 Kurvengetriebe
228
6.2.1 Hauptabmessungen
229
6.2.2 Kurvenkontur
236
6.2.3 Kontaktkraft, Antriebsmoment und Pressung
241
6.2.4 Lebensdauer des Kurvenrollenlagers
244
6.2.5 Optimieren von Kurvengetrieben
247
6.3 Zahnrädergetriebe
248
6.3.1 Standrädergetriebe
248
6.3.2 Umlaufrädergetriebe
259
6.4 Übungsaufgaben
271
7 Konzipierungsbeispiel für ein Bewegungssystem
276
7.1 Bewegungsaufgabe
276
7.2 Bewegungsdesign
277
7.3 Lösungskonzepte
278
7.4 Erforderliche Antriebsbewegungen
282
7.5 Erforderliche Antriebsmomente
283
Literatur und Quellen
287
Index
291
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