Ziel der Arbeit ist die Entwicklung von Prüfstandskonzepten zur Untersuchung von Kurvengetrieben mit Rollenstößel. Der Zweck des Prüfstandes ist die Erfassung und Aufzeichnung der Abtriebsbewegung
unter Last. Mithilfe dieser Daten kann die Elastizität des Kontaktes zwischen Kurvenscheibe und Laufrolle untersucht werden. Der Konstruktionsprozess wird nach VDI 2221 durchgeführt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Formelzeichen
1.2 Kurvengetriebe
1.3 Ziel der Arbeit
2 Konstruktion
2.1 Klären und Präzisieren der Aufgabenstellung
2.1.1 Anforderungsermittlung Mithilfe der Leitlinie nach Pahl/Beitz
2.1.2 Implizite Anforderungen
2.1.3 Wünsche
2.2 Ermitteln von Funktionen und deren Strukturen
2.2.1 Gesamtfunktion des Prüfstandes
2.2.2 Kräfte am Kurvengetriebe
2.2.3 Funktionsstruktur
2.3 Suchen nach Lösungsprinzipien und deren Strukturen
2.3.1 Kraftübertragung
2.3.2 Erzeugen einer Abtriebskraft
2.3.3 Erzeugen eines Antriebsmomentes
2.3.4 Messen der Abtriebsbewegung
2.4 Gliedern in realisierbare Module
2.5 Gestalten der maßgebenden Module
2.5.1 Lagerung der Kurvenscheibe
2.5.2 Lagerung des Stößels
3 Zusammenfassung und Ausblick
3.1 Konzeptvorstellung
3.2 Konzeptauswahl
Zielsetzung & Themen
Das primäre Ziel dieser Arbeit ist die methodische Entwicklung von Prüfstandskonzepten für Kurvengetriebe, um deren Abtriebsbewegung unter Last präzise erfassen und aufzeichnen zu können. Auf Basis der gewonnenen Daten soll anschließend die Elastizität des Kontakts zwischen Kurvenscheibe und Laufrolle untersucht werden, wobei der gesamte Konstruktionsprozess nach der VDI-Richtlinie 2221 erfolgt.
- Systematische Anforderungsermittlung für einen Kurvengetriebe-Prüfstand
- Strukturelle Zerlegung der Gesamtfunktion in Teilfunktionen und Module
- Vergleichende Bewertung verschiedener Lösungsprinzipien für Kraft- und Momentenerzeugung
- Dimensionierung und konstruktive Gestaltung der Lagerung (Wälzlagerung vs. Stößellagerung)
- Nachweis der Dauerfestigkeit und Bestimmung relevanter Schnittgrößen für die Antriebswelle
Auszug aus dem Buch
2.2.2 Kräfte am Kurvengetriebe
Um die Gesamtfunktion später in Haupt- und Nebenfunktionen zu gliedern und eine Nomenklatur für Kräfte, Wirkungslinien und Momente einzuführen ist es sinnvoll den Kontakt von Kurvenscheibe und Laufrolle im Detail zu betrachten. Bild 2.3 zeigt ein Kurvengetriebe in einer allgemeinen Lage. Die Form des Abtriebes (Stößel oder Hebel) ist in dieser Abbildung nicht enthalten, da für diese Betrachtung nur von Bedeutung ist welche Wirkungslinie die Abtriebskraft, gleichbedeutend mit der Richtung der Abtriebsgeschwindigkeit, aufweist. Nimmt man im Kontaktpunkt reines Abrollen der Laufrolle, so kann die Kurvenscheibe nur normal zu ihrer Kontur Kräfte übertragen. Diese Kontaktkraft wird wie im Krafteck gezeigt durch Führungskraft, Abtriebskraft und die Trägheitskraft des Abtriebes aufgenommen und wirkt nach dem Prinzip actio = reactio in umgekehrter Richtung auf die Kurvenscheibe zurück.
Nur wenn der Übertragungswinkel λ gleich 90° ist oder sich Kontakt- Führungs-, Abtriebs- und Trägheitskraft in einem Punkt schneiden handelt es sich um eine zentrale Kraftgruppe. In jedem anderen Fall entsteht durch den Versatz der Wirkungslinien ein Biegemoment, welches durch die Lagerung des Abtriebs (vgl. Abschnitt 2.5.2) ausgeglichen werden muss.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Dieses Kapitel führt in die Aufgabenstellung ein, definiert die verwendeten Formelzeichen und erläutert das Ziel der Arbeit im Kontext der Kurvengetriebeuntersuchung.
2 Konstruktion: Dieser Hauptteil beschreibt den detaillierten Konstruktionsprozess, von der Anforderungsanalyse über die Funktionszerlegung und Modulbildung bis hin zur mathematischen Auslegung der Antriebswelle und Lagerung.
3 Zusammenfassung und Ausblick: Hier werden die entwickelten Konzepte (hydraulischer vs. elektrischer Prüfstand) vorgestellt und die notwendigen Kriterien für die endgültige Konzeptwahl diskutiert.
Schlüsselwörter
Kurvengetriebe, Prüfstand, Konstruktionslehre, VDI 2221, Lagerung, Kurvenscheibe, Rollenstößel, Elastizität, Kontaktkraft, Abtriebsbewegung, Antriebsmoment, Festigkeitsberechnung, Dauerfestigkeit, Schnittgrößen, Modulentwicklung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Konzepten für einen Prüfstand, der zur Untersuchung von Kurvengetrieben unter Last dient, um insbesondere die Elastizität der Kontaktglieder zu analysieren.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Im Fokus stehen die systematische Konstruktionsmethodik, die Analyse von Kräfteverhältnissen in Kurvengetrieben sowie die technische Dimensionierung von Lagerungskomponenten und Wellen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, ein technisches Konzept zu erstellen, mit dem die Abtriebsbewegung unter Last präzise aufgezeichnet werden kann, um daraus Erkenntnisse über das Kontaktverhalten von Kurvenscheibe und Laufrolle zu gewinnen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Der Konstruktionsprozess folgt explizit der Richtlinie VDI 2221, unterstützt durch Präferenzmatrizen zur objektiven Bewertung verschiedener technischer Lösungsprinzipien.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Anforderungsermittlung, die Funktionsstrukturierung, die Suche nach Lösungsprinzipien, die Modulbildung und die detaillierte mechanische Berechnung von Wellen und Lagern.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den Kernbegriffen zählen Kurvengetriebe, Prüfstandskonstruktion, VDI 2221, Kontaktkraft, Elastizität, Dauerfestigkeit und Schnittgrößenanalyse.
Warum wird für den Prüfstand eine O-Anordnung der Wälzlager gewählt?
Nach einer gewichteten Bewertung anhand der Kriterien Führungsgenauigkeit, Einfachheit des Kurvenscheibenwechsels und konstruktiver Aufwand erwies sich die O-Anordnung als die ausgewogenste und technisch sinnvollste Lösung.
Warum ist das Lösungsprinzip "Druck" für die Funktion 2b laut dem Autor ungeeignet?
Das Prinzip "Druck" (mittels Druckübersetzern) ist ungeeignet, da die Bewegungsgeschwindigkeit durch die zulässige Belastbarkeit der Zylinderdichtungen zu stark eingeschränkt wird.
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- Dipl.-Ing., MBA Nikolaj Krieg (Author), 2008, Konzeptentwicklung für einen Prüfstand zur Untersuchung eines Kurvengetriebes im Bezug auf die Elastizität der Kontaktglieder, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/146903
