Modell Zur Berechnung Verzweigter Antriebsstrukturen

ISBN-13: 9783540163947 / Niemiecki / Miękka / 1986 / 194 str.

Helmut Summer

Opis

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als Akademischer Rat auf Zeit am Lehrstuhl fUr Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der Technischen Universitat Miinchen. Wesentliche Inhalte sind in Zusammenhang zu sehen mit dem vom Verein Deut scher Werkzeugmaschinenfabriken (VOW) langfristig geforderten Vorhaben 0807: "Untersuchung der Steifigkeit von Werkzeugmaschinengetrieben," das hiermit ab geschlossen wurde. An dieser Stelle sei mein herzlicher Dank an alle jene gerichtet, die zum Ent stehen und AbschluB der Arbeit beitrugen: Herrn Professor Dr.-Ing. Karl Georg MULLER, der mir ermiiglichte noch wah rend seiner Institutsleitung diesen Themenkreis zu bearbeiten; Herrn Professor Dr. -Ing. Joachim MILBERG, durch den die Arbeit stets wohl wollend gef6rdert und unterstiitzt wurde; Herrn Professor Dr. -Ing. Manfred WECK, der das erste Korreferat mit groBem Interesse iibernahm und weiterfiihrende Gedanken anregte; Herrn Professor Dr. -Ing. Friedrich PFEIFFER, der als zweiter Korreferent zu Verbesserungen und Anregungen beim theoretischen Teil beitrug; allen Kolleginnen und Kollegen des Lehrstuhls, die mir tatkraftig zur Seite stan den, von denen ich erwahnen mOchte: Frau S. HOLZHEIMER, Frau Dipl.-Ing. I. HUN ZINGER, Herrn Dipl.-Ing. W. SIMON, Herrn Dr.-Ing. R. STIEFENHO FER, meinen geschatzten Zimmerkollegen Herrn H. L YSEN sowie insbesonde re Herrn Dr.-Ing. A. FUCHSBERGER; allen Studenten, die engagiert durch zahlreiche Studien- und Diplomarbeiten sowie als studentische Hilfskrafte beitrugen, hierbei sP.E!ziell den jetzigen Kollegen Dipl. Ing. P. KIRCHKNOPF, Dipl.-Ing. P. EIBELSHAUSER und Dipl.-Ing. H. JORDE; dem Leibniz-Rechenzentrum der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, an dem die Berechnungen durchgefiihrt wurden."

Spis treści

1 Einleitung.- 2 Einführung.- 2.1 Allgemeines zur Auslegung im Maschinenbau.- 2.2 Steifigkeits-Auslegung bei Werkzeugmaschinen.- 3 Problemstellung.- 3.1 Antriebsstrukturen, Begriffe und Definitionen.- 3.2 Gesamtproblem.- 4 Stand der Technik.- 4.1 Modellbildung.- 4.2 Fehler bei den Systemparametern.- 5 Ziel der Arbeit.- 6 Grundlegendes.- 6.1 System Verhältnisse.- 6.1.1 Systemverhältnisse bei mechanischen Strukturen.- 6.1.2 Mechanische Systemverhältnisse am einläufigen System.- 6.1.3 Freies, gedämpftes einläufiges System.- 6.1.4 Zwangserregtes, gedämpftes einläufiges System.- 6.2 Linearisierung bei den Matrizen-Methoden.- 6.3 Matrizen-Methoden.- 6.4 Grundsätzliches zur Idealisierung.- 6.5 Zusammenhänge zwischen Rotationen und Translationen.- 6.5.1 Eindimensionale Zusammenhänge.- 6.5.2 Linearer Federungsbereich.- 6.5.3 Nichtlineare Federungsverteilung.- 6.5.4 Kippkopplung durch exzentrische Kraft.- 6.6 Bedeutung der statischen Analyse.- 7 Beispiel einer 4-Freiheitsgrade -Zahnradstufe.- 7.1 Getriebespezifische Kopplungen.- 7.2 Herleitung der Federmatrix.- 7.3 Superposition von Elementen zum Gesamtsystem.- 8 Koordinaten -Transformation.- 8.1 Transformation von Belastungen und Verlagerungen.- 8.2 Transformation von Element-Matrizen.- 8.3 Richtungskosinus.- 8.4 Transformation bei 6 Freiheitsgraden.- 9 Gesamt-System matrizen.- 9.1 Struktureller Aufbau.- 9.2 Physikalische Dimensionen und Einheiten.- 10 Statische Analyse.- 10.1 Lösung der Statik, Randbedingungen.- 10.2 Potential zur Analyse des elastischen Verhaltens.- 10.3 Darstellung der Verformungen.- 10.3.1 Übersetzungsreduktion und statisches Torsionsdiagramm.- 10.3.2 Anteile der Freiheitsgrade an Verformungen.- 10.3.3 Wellenbezogene Verformungsdarstellung.- 10.4 Statische Schnittgrößen.- 11 Dynamische Analyse.- 11.1 Reelles Eigenwertproblem.- 11.1.1 Eigenwerte und Eigenvektoren des konservativen Systems.- 11.1.2 Starrkörperverschiebung bei Antriebsstrukturen.- 11.1.3 Lösung des Eigenwertproblems.- 11.1.3.1 Überblick.- 11.1.3.2 Band matrizen-Algorithmen.- 11.1.4 Mehrfache und eng benachbarte Eigenwerte.- 11.2 Normierungen von Eigenvektoren.- 11.2.1 Eigenvektoren der Dimension 1.- 11.2.2 Systemnormierte Eigenvektoren, Kenn-System Verhältnis-Wurzeln.- 11.2.2.1 Nachgiebigkeits-Normierung.- 11.2.2.2 Beweglichkeits-Normierung.- 11.2.2.3 Beschleunigbarkeits-Normierung.- 11.3 Entkopplung durch Diagonalisieren.- 11.3.1 Verallgemeinerte Orthogonalität der Eigenvektoren.- 11.3.2 Entkopplung des konservativen Systems.- 11.3.3 Entkopplung des freien, bedämpften Systems.- 11.3.4 Dämpfungsmatrizen in physikalischen Koordinaten.- 11.3.5 Interpretation diagonalisierbarer Dämpfungsmatrizen.- 11.4 Umrechnung systemnormierter Eigenvektoren.- 11.5 Modale Einmassenschwinger, Kenn-Systeme.- 11.5.1 Allgemeines.- 11.5.2 Konservatives Kenn-System.- 11.5.3 Zwangserregtes Kenn-System 11.- 11.5.4 Frequenzgang eines Kenn-Systems.- 11.5.5 Gegenüberstellung der Systemverhältnis-Amplitudengänge.- 11.6 Innere Kenn-System Verhältnisse.- 11.6.1 Dynamische Eigenbelastung, Kenn-Eigenlast-Wurzeln.- 11.6.2 Dynamische Schnittgrößen, Kenn-Schnittgrößen-Wurzeln.- 11.7 Darstellung der dynamischen Verformbarkeiten.- 11.7.1 Kenn-Potential und dynamisches Torsionsdiagramm.- 11.7.2 Bezeichnung der Eigenschwingungen.- 12 Kondensation von Freiheitsgraden.- 12.1 Allgemeines zur Methode.- 12.2 Dynamische Kondensation.- 12.3 Statische Kondensation auf Elementebene.- 12.4 Fehler beim Kondensieren.- 13 Element-Bibliothek.- 13.1 Überblick und Einteilung.- 13.2 Einfache Federelemente.- 13.2.1 Absolut- und Relativfeder.- 13.2.2 Größenordnung von Federsteifigkeiten.- 13.3 Konzentrierte Massen.- 13.4 Balkenelemente.- 13.4.1 Verwendung und Anforderungen.- 13.4.2 Element matrizen.- 13.5 Kondensations-Balkenelemente.- 13.5.1 Datenreduzierende Modellbildung.- 13.5.2 Vorgehensweise.- 13.6 Ü bersetzungselemente.- 13.6.1 Überblick.- 13.6.2 Schrägverzahnte Stirnradstufe.- 13.6.3 Schneckenstufe 155 13.6.4 Riemenstufe.- 13.7 Welien-Naben-Verbindungen.- 13.8 Wälzlagerelemente.- 13.8.1 Ausgangspunkt und Zielsetzung.- 13.8.2 Modellbildung.- 13.8.3 Kippsteifigkeiten.- 13.8.4 Radiale und axiale Federsteifigkeiten.- 13.8.5 Direkt erfaßte Lagerreihen und äußere Abmessungen.- 14 Anwendungsrechnungen und Messungen.- 14.1 Allgemeines zur Messung.- 14.2 Untersuchtes Schneckengetriebe.- 15 Zusammenfassung.- 16 Literatur.- 17 Sachverzeichnis.