Musterdokument

Technische Universität Dresden
Institut für Festkörpermechanik
Professur für Getriebelehre
Modellname:
IFKM-Getriebesammlung
Kurbelschwinge
Xxx
Xxx
GM-M505S01-1/3
Datenbank-ID:
Modellnummer:
Inventarnummer:
313
M5-05S/01
xxx
1. Allgemeine Daten
 Hersteller:
TU Dresden/ IFKM
 Baudatum:
1980-05-30
 Standort:
ZEU247-06-03
 Ausführung:
Plexiglas
 Physikalische Daten:
lxbxh
xx.xx kg
2. Konstruktive Struktur des Modells
 Dimension:
Ebenes viergliedriges
Drehgelenkgetriebe
 Anzahl der Getriebeglieder:
Bild 1: Getriebemodell
3. Getriebeschema mit allen kinematischen Abmessungen
B
C
4, incl. Gestell
 Anzahl und Typ der Gelenke: 4 Drehgelenke
 Getriebeschema: Bild 2
3
 Abmessungen (in Längeneinheiten):
α
4
A
2
1
A0
B0
l1  A0 B0  xxx;
l2  A0 A  xxx;
l3  AB  xxx;
l4  B0 B  xxx;
l5  AC  xxx;
  BAC
 Antriebsparameter:

 Abtriebsparamete:

(bei Übertragung)
C  kC
(bei Punktführung)
AB E0 (bei Lagenführung)
Bild 2: Getriebeschema
23
3
34
4. Kinematische Kette und Freiheitsgrad
 Kinematische Kette:
2
4
mit
4-gliedrig
Glieder: 1- 4
Gelenk: 12; 23; 34; 41
12
1
41
 Freiheitsgrad:
Bild 3: Kinematische Kette
F  3(4  1)  2  4  1
5. Getriebefunktion
 Anzahl der Antriebsglieder:
1, (Glied 2 im Bezug zum Gestell)
 Antriebsbewegung:
Drehung 
 Anzahl der Abtriebsglieder:
1, (Glied 4 im Bezug zum Gestell)
(beim Übertragungsgetriebe)
1, (Glied 3 als Koppel)
(beim Führungsgetriebe)
Drehung 
(beim Übertragungsgetriebe)
Punktbahn C  kC
(bei Punktführungsgetriebe)
ebene Bewegung AB  E0
(bei Lagenführungsgetriebe)
 Abtriebsbewegung:
 Zuordnung zu Getriebefunktion: Übertragung/Punktführung/Lagenführung
 Anwendungen:
Dokumentbearbeiter/in:
Name:
Mustermann, Max
Matrikelnr.:
1234567
Technische Universität Dresden
Institut für Festkörpermechanik
Professur für Getriebelehre
IFKM-Getriebesammlung
GM-M505S01-2/3
6. Kinematische Analyse (Position,
Geschwindigkeit, Beschleunigung)
6.1 Umlauffähigkeit des Getriebes:
Die zugrunde liegende kinematische Kette ist umlauffähig, da für die
Gliedlängen gilt:
lmin+lmax < l’+l’’,
wobei
lmin= l2;
Umlauffähigkeit des Antriebsgliedes:
lmax= l1;
l′ = l3 ;
l″= l4 (oder l′= l4; l″= l3)
Ja
6.2 Getriebeeigenschaften:
6.2.1 Führungsgetriebe
 Dimension der Bewegung:
ebene Bewegung
 Bahnkurve eines Gliedpunktes:
in Koppelebene (Glied 3) erzeugt jeder Punkt eine allgemeine Bahnkurve
 Durchlaufsinn der Bahnkurve:
gleichsinnig
 Orientierung der Gliedgeraden:
Koppelebene (Glied 3) hat allgemeine Winkellagen
 Drehsinn der Gliedgeraden:
schwingend, Drehwinkelbereich < 100°
 Zuordnung für Antriebsbezug:
beides möglich
 Koppelbewegung:
Durch Einteilen des Gelenkviereckes A0ABB0 in die Teildreiecke
B0A0A und B0AB (Bild 4) ergibt sich für den Neigungswinkel der
y
Koppelebene xAB
B
P

A
 ( )  S ( )   ( ) .

l3

l5

 ( ) ist der Neigungswinkel des Vektors AB0.
yB  y A ( ) 0  l2 sin 
tgS ( ) 

xB  xA ( ) l2  l1 cos 
l4
0
S
l2
0

Betrag und Vorzeichen sind eindeutig in Abhängigkeit vom
d
11
A0
B0
x
Bild 4: Koordinaten für Koppelkurve
Kurbelwinkel φ definiert. Mit der Länge der Diagonalen
AB0  d ( )  l12  l22  2l1l2 cos 
ergibt sich der Winkel β aus dem Kosinushauptwert als
l 2  d 2 ( )  l42
cos  ( )  3
2l3  d ( )
während das Vorzeichen von β durch die Wahl des ersten oder zweiten Bewegungsbereiches (β>0 bzw. β<0) festgelegt wird.
Wegen der beiden Bewegungsbereiche ist die Koppelkurve eines Koppelpunktes P des Getriebes A0ABB0 zweiteilig. In einem
rechtwinkligen x,y-Koordinatensystem, dessen Ursprung mit A0 und dessen x-Achse mit der Gestellgeraden A0B0 zusammenfällt,
lassen sich die Koordinaten der Koppelkurve kC in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel φ wie folgt angeben, wenn man den
Koppelpunkt durch die Polarkoordinaten l5  AP und   BAP festlegt:
xC ( )  l1 cos   l5 cos ( )   
yC ( )  l1 sin   l5 sin  ( )   
Die Koppelkurve des viergliedrigen Drehgelenkgetriebes ist eine algebraische Kurve 6.Ordnung, d.h. sie hat mit einer beliebigen
geraden (algebraische Kurve 1.Ordnung) im Allgemeinen sechs Schnittpunkte.
Zusammengefasst:
Koppelkurv e k C
Koppellage BAC
PxC (); yC () 
E (); xC (); yC () 
Dokumentbearbeiter/in:
Name:
Mustermann, Max
Matrikelnr.:
1234567
Technische Universität Dresden
Institut für Festkörpermechanik
Professur für Getriebelehre
IFKM-Getriebesammlung
GM-M505S01-3/3
7. Kinematische Hauptkennwerte zur Getriebefunktion
Wichtige kinematische Kennwerte
Antriebsglied: Umdrehung von 0°-360°
Koppelebene: Schwingbewegung zwischen 25,8°-99,6°
12
 120
100
80
10
B
8
60
40
20
0
P
6
A
4
0
60
120
180
240
300
2
-4
-2
0
360
B0
A0
0
-6

2
4
6
8
10
12
14
16
-2
-4
-6
Bild 4: Koppelkurve
Bild 7: Drehwinkel der Koppel
12
Tabelle 1: Kinematische Kennwerte
/°
10
B
8
P
6
A
4
2
B0
0
-6
-4
-2
0
A0
2
4
-2
6
8
10
12
14
16
/°
xP
yP
0,00
92,86
2,13
1,83
29,98
73,13
2,28
4,78
59,97
53,31
1,59
6,82
89,95
39,06
0,08
7,50
119,93
29,97
-1,70
6,85
149,91
25,91
-3,14
5,16
179,90
28,93
-3,90
2,95
209,88
40,59
-3,90
0,76
239,86
57,67
-3,14
-1,02
269,85
75,83
-1,75
-2,05
299,83
91,43
-0,09
-2,01
329,81
99,48
1,32
-0,72
359,79
92,97
2,12
1,81
-4
-6
Bild 6: Lagenschar der Koppel
8. Literatur:
[1] Dittrich, G.; Müller, J.: Umlauffähiges viergliedriges Drehgelenkgetriebe. Der Konstrukteur 23 (1992) Nr.4 S.37/38.
[2] Dittrich, G.; Braune, R.: Getriebetechnik in Beispielen. 2. Aufl. München, Wien: Oldenburg Verlag 1987.
[3] Beyer, R.: kinematische Getriebesynthese. Berlin, Göttingen, Heidelberg: Springer-Verlag 1953.
Dokumentbearbeiter/in:
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Name:
Mustermann, Max
Matrikelnr.:
1234567