* Getriebetechnik * * Getriebeanalyse und Getriebesynthese * * Das Wichtigste aus der Getriebetechnik für den Konstrukteur *

T h e m e n ü b e r s i c h t   I.   Einführung in die Getriebetechnik   II.  Systematik der Getriebe   Aufbauelemente der Getriebe   Ordnung der Getriebe   Grundlagen des systematischen Getriebeaufbaus   III. Getriebearten   Ebene Koppelgetriebe   Schraubengetriebe   Zugmittelgetriebe   Druckmittelgetriebe   Kombinierte Getriebe   Drehzahlwandler mit stufenlos einstellbarem Übersetzungsverhältnis   Werke   IV.  Getriebekinematik   Maßstäbe bei zeichnerischen Verfahren   Grundbegriffe der Vektoralgebra   Bewegung eines Punktes   Ebene Bewegung einer Ebene in einem Bezugssystem   Relative Bewegung von 3 Ebenen   Bewegung von Gliedergruppen in einem Bezugssystem   V.   Kinematische Analyse ebener Mechanismen   Ermittlung von Momentanpolen und der Polkonfiguration ebener Getriebe   Übersetzungsverhältnisse in ungleichmäßig übersetzenden Getrieben   Zeichnerische Analyse ebener Mechanismen   Rechnerische Analyse ebener Mechanismen   VI.  Raumgetriebe   Einführung   Systematik   Kinematische Analyse räumlicher Getriebe   Zeichnerische kinematische Analyse einfacher räumlicher Mechanismen   VII.  Getriebedynamik   Überblick, Grundaufgaben   Ordnung der Kräfte   Kinetostatik   Kinetik   Dynamische Analyse ebener Mechanismen   Dynamischer Ausgleich ebener Mechanismen   Schwingungen in Getrieben   VIII. Zahnrädergetriebe   Ordnung   Verzahnung   Standrädergetriebe   Umlaufrädergetriebe   Zusammengesetzte Umlaufrädergetriebe   Radlinien (Trochoiden)   IX.  Kurvengetriebe   Grundbegriffe   Systematik   Kinematik   Ermittlung der Abmessungen   Rückstellkraft bei kraftschlüssigen Kurvengetrieben   Kräfte und Momente   Konstruktive Gestaltung   Fertigung der Kurvenkörper   X.  Schrittgetriebe   Einführung   Malteserkreuzgetriebe   Sternradgetriebe   Räderkurvenschrittgetriebe   Kettenkurvenschrittgetriebe   Kurvenschrittgetriebe   Schrittgetriebe mit momentanen Stillständen   Weitere Schrittgetriebe   XI.  Synthese ebener Koppelgetriebe   Einführung   Geometrische Grundlagen für die zeichnerische Ermittlung der kinematischen Abmessungen ebener Koppelgetriebe (Lagengeometrie)   Synthese von Übertragungsgetrieben   Synthese von Führungsgetrieben   XII. Auslegung von Getrieben   Optimale Lösung getriebetechnischer Aufgaben   Überragungswinkel, Ablenkwinkel   XIII. Literaturverzeichnis   XIV. Ausgewählte Internet-Adressen:  Antriebstechnik, Getriebe ....

Getriebetechnik  => Unter den Bauelementen, die am Energie- und Informationsfluß in den Maschinen und Geräten beteiligt sind, nehmen die Getriebe einen besonderen Platz ein. Von ihrer Leistungsfähigkeit hängen meist Produktivität, Zuverlässigkeit und Gebrauchswert der Erzeugnisse ab.
Die Getriebetechnik beschäftigt sich mit den Eigenschaften der Getriebe und stellt wissenschaftlich begründete Verfahren für ihre Auslegegung bereit. Sie ist eine der grundlegenden Ingenieurwissenschaften mit Querschnittscharakter und hat als Lehrfach ihren festen Platz in den Studienplänen für die Ausbildung von Konstrukteuren und Technologen vieler Fachrichtungen des Maschinen- und Gerätebaus.

=> Einführung
 * Aufgaben und Inhalte der Getriebetechnik
 * Grundbegriffe
 * Getriebetechnische Literatur

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II.   Systematik der Getriebe

=> Aufbauelemente der Getriebe
 * Gelenke
 ~ Begriffe und Ordnung
 ~ Bewegungsverhältnisse in Gelenken
 ~ Gelenkfreiheitsgrad
 ~ Entwicklung der Gelenke
 ~ Kraft-, Form- und Stoffpaarung
 ~ Ebene und räumliche Gelenke
 ~ Überbestimmungen an Gelenken
 ~ Gelenkkombinationen
 * Getriebeglieder
 * Getriebeorgane

=> Ordnung der Getriebe

=> Grundlagen des systematischen Getriebeaufbaus
 * Struktur ebener Getriebe
 * Zwangslauf und Getriebefreiheitsgrad (Laufgrad)
 * Entwicklung ebener Drehgelenkketten
 ~ Drehgelenkketten mit Laufgrad F = 1
 ~ Drehgelenkketten mit Mehrfachdrehgelenken
 ~ Drehgelenkketten mit Laufgrad F = 2
 * Zahlenaufbau ebener Drehgelenkketten mit Laufgrad F = 1
 * Methoden zur Umformung von Getrieben
 ~ Elementenerweiterung
 ~ Elementenumkehrung und Formenwechsel
 ~ Kinematische Umkehr
 * Abwandlungen ebener Drehgelenkketten
 * Übergeschlossene Getriebe

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III.  Getriebearten

=> Ebene Koppelgetriebe
 * Ebene Koppelgetriebe mit 4 Gliedern
 ~ Getriebe der Viergelenkkette
 ~ Getriebe der Schubkurbelkette
 ~ Getriebe der Kreuzschubkurbelkette
 ~ Getriebe der Schubschleifenkette
 * Ebene Koppelgetriebe mit 6 und mehr Gliedern
 * Koppelkurven
 ~ Definition und Eigenschaften
 ~ Mehrfache Erzeugung
 ~ Höhere Koppelkurven

=> Schraubengetriebe
 * Aufbau
 * Systematik
 * Beispiele ausgeführter Schraubengetriebe
 * Besondere Schraubenformen

=> Zugmittelgetriebe
 * Überblick
 * Wichtige Bauarten

=> Druckmittelgetriebe

=> Kombinierte Getriebe
 * Kombinationsarten
 * Räderkoppelgetriebe
 * Räderkurvengetriebe
 * Kettenkoppel- und Kettenkurvengetriebe

=> Drehzahlwandler mit stufenlos einstellbarem Übersetzungsverhältnis
 * Überblick und Ordnung
 * Stellbereich und Kennlinien
 * Mechanische stufenlose Drehzahlwandler
 ~ Reibrädergetriebe
 ~ Zugmittelgetriebe
 ~ Freilaufgetriebe
 * Hydraulische stufenlose Drehzahlwandler
 ~ Hydrostatische Drehzahlwandler
 ~ Hydrodynamische Drehzahlwandler
 * Zusammenschalten von Drehzahlwandlern

=> Werke
 * Begriffe und Ordnung
 * Schrittwerke
 * Spannwerke
 * Sprungwerke

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IV.  Getriebekinematik

=> Maßstäbe bei zeichnerischen Verfahren

=> Grundbegriffe der Vektoralgebra

=> Bewegung eines Punktes
 * Grundbegriffe
 * Diagrammatische Darstellungen
 ~ Weg-Zeit-Diagramm
 ~ Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm
 ~ Beschleunigungs-Zeit-Diagramm
 ~ Grafische Differentiation
 ~ Grafische Integration
 ~ Geschwindigkeits-Weg-Diagramm
 ~ Ermittlung der Zeit aus dem Geschwindigkeits-Weg-Diagramm
 ~ Hodografen

=> Ebene Bewegung einer Ebene in einem Bezugssystem
 * Drehung (Rotation) einer Ebene um einen festen Drehpunkt
 * Schiebung (Translation) einer Ebene
 * Allgemeine ebene Bewegung einer Ebene
 ~ Geometrische Zusammenhänge
 ~ Polbahnen
 ~ Geschwindigkeitszustand
 ~ Beschleunigungszustand
 * Krümmungsverhältnisse bei der ebenen Bewegung
 ~ Metrische Beziehungen
 ~ Konstruktion der Polbahntangente aus 2 Paar entsprechender Krümmungsmittelpunkte
 ~ Konstruktion von Krümmungsmittelpunkten mit Hilfe des Satzes von Bobillier
 ~ Konstruktion von Krümmungsmittelpunkten nach dem Verfahren von Hartmann
 ~ Wendekreis
 ~ Konstruktion des Wendekreises
 ~ Rückkehrkreis
 ~ Tangentialkreis
 ~ Scheidelpunkt der Bahnkurven

=> Relative Bewegung von 3 Ebenen
 * Grundlagen
 * Winkelgeschwindigkeitsplan
 * Geschwindigkeitszustand
 * Beschleunigungszustand

=> Bewegung von Gliedergruppen in einem Bezugssystem
 * 2gliedrige Gruppe (Zweischlag) in einem Bezugssystem
 * 4gliedrige Gruppe in einem Bezugssystem

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V.  Kinematische Analyse ebener Mechanismen

=> Ermittlung von Momentanpolen und der Polkonfiguration ebener Getriebe

=> Übersetzungsverhältnisse in ungleichmäßig übersetzenden Getrieben
 * Übersetzungsverhältnis
 * Definitionen
 ~ Ermittlung des einfachen Übersetzungsverhältnisses
 ~ Ermittlung des diagonalen Übersetzungsverhältnisses
 * Drehschubstrecke
 * Extremwerte des einfachen Übersetzungsverhältnisses und der Drehschubstrecke

=> Zeichnerische Analyse ebener Mechanismen
 * Zeichnerische Analyse 3- und 4gliedriger Mechanismen
 ~ Kurbelschwinge
 ~ Schubkurbel
 ~ Kurvengetriebe mit Schwinge
 ~ Kurbelschleife
 ~ Wälzhebelgetriebe
 * Zeichnerische Analyse mehrgliedriger Mechanismen
 ~ 8gliedriges Koppelgetriebe (Ladenantrieb einer Drahtwebmaschine)
 ~ 6gliedriges Koppelgetriebe mit großem Schwingwinkel
 ~ 5gliedriges Zweikurbelgetriebe (Filmgreifergetriebe)
 ~ 7gliedriges Zweikurbelgetriebe (Interferenzkurbelgetriebe, Römergetriebe)
 ~ Zahnstangenkurbelgetriebe (Waschmaschinenantrieb)
 ~ 7gliedriges Zweikurbelgetriebe mit Schubgelenken (Wirkmaschinenantrieb)

=> Rechnerische Analyse ebener Mechanismen
 * Grundlagen
 ~ Aufstellung der Zwangsbedingungen
 ~ Analytische Formulierung kinematischer Beziehungen
 ~ Kinematische Beziehungen
 ~ Harmonische Analyse
 * Beispiele für die kinematische Analyse
 ~ Viergelenkgetriebe
 ~ Schubkurbel
 ~ Zentrische Kurbelschleife

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VI. Raumgetriebe

=> Einführung

=> Systematik
 * Kinematische Ketten und Getriebebauformen
 * Identische kinematische Ketten (Wechselformen) und identische Gelenkfreiheitsgrade
 * Sonderabmessungen räumlicher Getriebe
 * Sphärische Getriebe

=> Kinematische Analyse räumlicher Getriebe
 * Einführung
 * Raumkinematik
 ~ Räumliche Bewegung eines Körpers in einem Bezugssystem
 ~ Räumliche Bewegung zweier Körper in einem Bezugssystem

=> Zeichnerische kinematische Analyse einfacher räumlicher Mechanismen
 * Räumlicher Doppelschieber
 * Räumliche Kurbelschwinge

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VII. Getriebedynamik

=> Überblick, Grundaufgaben

=> Ordnung der Kräfte

=> Kinetostatik
 * Grundlagen der Kinetostatik
 ~ Ebene Kräftegruppe an einem Punkt des Körpers
 ~ Ebene Kräftegruppe am starren Körper
 * Zeichnerische Kraftanalyse durch Zerlegung der Getriebe in Gliedergruppen
 ~ Gliedergruppe II. Klasse (Dreigelenkbogen)
 ~ Dreigelenkbogen mit Schubgelenken
 ~ Gliedergruppe III. Klasse
 * Kraftanalyse mit Einbeziehung der Reibung
 * Polkraftverfahren von Hain
 * Ermittlung von Kraftmomenten
 * Kraftanalyse nach dem Leistungsprinzip
 * Kraftreduktion

=> Kinetik
 * Kinetische Energie
 * Dynamische Parameter und ihre Bestimmung
 * Massenreduktion
 * Trägheitskräfte der Glieder ebener Getriebe
 * Dynamische Grundgleichung
 * Lösungen der dynamischen Grundgleichung

=> Dynamische Analyse ebener Mechanismen
 * I. Wittenbauersche Grundaufgabe
 * II. Wittenbauersche Grundaufgabe

=> Dynamischer Ausgleich ebener Mechanismen
 * Leistungsausgleich
 ~ Ungleichmäßigkeitsgrad
 ~ Massen-Wucht-Diagramm
 ~ Schwungradberechnung
 * Massenausgleich
 ~ Verfahren für den Massenausgleich
 ~ Vollständiger Trägheitskraftausgleich
 ~ Trägheitskraftausgleich an rotierenden Massen (Auswuchten)

=> Schwingungen in Getrieben
 * Einführung
 * Kriterien für die Berücksichtigung der Schwingungen
 * Beispiele für Schwingungen in Getrieben
 ~ Erzwungene Schwingungen
 ~ Parametererregte Schwingungen
 * Möglichkeiten zur Vermeidung unerwünschter Schwingungen

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VIII.  Zahnrädergetriebe

=> Ordnung

=> Verzahnung

=> Standrädergetriebe
 * Übersetzungsverhältnis
 * Bauformen
 * Drehzahlplan für Stirnrädergetriebe
 * Drehzahlplan für Kegelrädergetriebe

=> Umlaufrädergetriebe
 * Bauformen
 * Übersetzungsverhältnisse
 * Symbol nach Wolf
 * Kräfte und Momente (ohne Verluste)
 * Leistung (ohne Verluste)
 * Wrkungsgrad
 * Lastausgleich

=> Zusammengesetzte Umlaufrädergetriebe

=> Radlinien (Trochoiden)
 * Erzeugung und Ordnung
 * Zweifache Erzeugung der Zykloiden
 * Technische Anwendung

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IX.  Kurvengetriebe

=> Grundbegriffe
 * Kurvenglieder
 * Eingriffsglieder
 * Zwanglaufsicherung

=> Systematik
 * Ebene 3gliedrige Kurvengetriebe
 * Ebene mehrgliedrige Kurvengetriebe
 * Räumliche 3gliedrige Kurvengetriebe

=> Kinematik
 * Kurvebgetriebe als Übertragungsgetriebe
 * Bewegungsgleichungen
 * Bewegungsaufgaben
 * Symmetrische Übertagungsfunktionen (Bewegungsgesetze)
 ~ Einführung der normierten Übertragungsfunktion
 ~ Kinematische Kennwerte
 ~ Normierte Übertragungsfunktionen der Potenzgesetze
 ~ Normierte Übertragungsfunktionen der trigonometrischen Bewegungsgesetze
 * Unsymmetrische Übertragungsfunktionen
 * Auswahl der normierten Übertragungsfunktion
 * Ermittlung der Funktionswerte der Bewegungsgleichungen

=> Ermittlung der Abmessungen
 * Kinematische Abmessungen
 * Auswahlkriterien
 * Ermittlung der kinematischen Abmessungen ebener Kurvengetriebe mit Hilfe des Übertragungswinkels
 ~ Grundlagen
 ~ Hodografenverfahren
 ~ Näherungsverfahren von Flocke
 ~ Kurvengetriebe mit ungleichmäßigem Antrieb
 * Ermittlung optimaler Abmessungen von Kurvengetrieben
 ~ Optimierung von Kurvengetrieben
 ~ Optimierung nach dem Hauptkriterium Pressung
 * Ermittlung der Kurvenscheibe
 ~ Konstruktion der Rollmittelpunktsbahn und Arbeitskurve
 ~ Berechnung der Rollenmittelpunktsbahn
 ~ Sonderformen von Kurvenscheiben
 * Zylinderkurvengetriebe

=> Rückstellkraft bei kraftschlüssigen Kurvengetrieben
 * Belastung der Kurvenscheibe
 * Erforderliche Rückstellkraft
 * Federkraft als Rückstellkraft

=> Kräfte und Momente
 * Richtung der Normalkraft und Übertragungswinkel
 * Normalkraft im Kurvengelenk
 * Antriebsmoment beim Kurvengetriebe

=> Konstruktive Gestaltung
 * Wellen, Bolzen, Rollen
 * Wälzpressung im Kurvengelenk und Werkstoffe

=> Fertigung der Kurvenkörper
 * Fertigungsverfahren mit punktweiser Informationseingabe
 ~ Handwerkliche Fertigung
 ~ Punktweises Fräsen auf Koordinatenbohrmaschinen oder Genauigkeitsfräsmaschinen
 * Fertigungsverfahren mit kontinuierlicher Informationseingabe
 ~ Analoge Informationseingabe
 ~ Digitale Informationseingabe

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X. Schrittgetriebe

=> Einführung

=> Malteserkreuzgetriebe
 * Aufbau und Typen
 * Abmessungen und Kinematik
 * Abgeänderte Außen- und Innenmalteserkreuzgetriebe
 * Kinetik
 ~ Momente
 ~ Kräfte
 * Konstruktive Gestaltung

=> Sternradgetriebe
 * Aufbau, Wirkungsweise und Typen
 * Abmessungen und Kinematik
 ~ Z-Sternradgetriebe
 ~ A-Sternradgetriebe
 * Kinetik
 * Konstruktive Gestaltung

=> Räderkurvenschrittgetriebe
 * Aufbau und Wirkungsweise
 * Abmessungen und Kinematik

=> Kettenkurvenschrittgetriebe
 * Aufbau und Wirkungsweise
 * Abmessungen und Kinematik

=> Kurvenschrittgetriebe
 * Aufbau und Typen
 * Abmessungen und Kinematik
 * Konstruktive Gestaltung und Fertigung

=> Schrittgetriebe mit momentanen Stillständen

=> Weitere Schrittgetriebe

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XI.  Synthese ebener Koppelgetriebe

=> Einführung
 * Aufgabenstellung
 * Verfahren (Überblick)

=> Geometrische Grundlagen für die zeichnerische Ermittlung der kinematischen Abmessungen
ebener Koppelgetriebe (Lagengeometrie)
 * Grundproblem
 * 2 Lagen einer Ebene E in einer Bezugsebene E₀
 * 3 Lagen einer Ebene E in einer Bezugsebene E₀
 ~ Endlich benachbarte Lagen
 ~ Unendlich benachbarte Lagen
 * 4 Lagen einer Ebene E in einer Bezugsebene E₀
 ~ Kreispunktkurve und Mittelpunktkurve
 ~ Konstruktion der Mittelpunktkurve
 ~ Konstruktion der Kreispunktkurve
 ~ Unendlich benachbarte Lagen von E in der Bezugsebene E₀
 ~ Sonderfälle
 * 5 Lagen einer Ebene E in einer Bezugsebene E₀

=> Synthese von Übertragungsgetrieben
 * 4gliedrige Koppelgetriebe
 ~ Viergelenkgetriebe
 ~ Schubkurbel, Schubschwinge
 ~ Kurbelschleife, Schwingschleife
 * Koppelgetriebe mit 6 und mehr Gliedern
 ~ Überblick
 ~ Koppelgetriebe für spezielle Schwingbewegungen
 ~ Rastgetriebe

=> Synthese von Führungsgetrieben
 * Erzeugung ebener Kurven
 ~ Geradführungen
 ~ Erzeugung beliebiger ebener Kurven
 * Ebene Führung von Körpern (Getriebeglieder)
 ~ Überblick
 ~ Konstruktion 4gliedriger Führungsgetriebe
 ~ Konstruktion 6gliedriger Führungsgetriebe

Ausgewählte Internet-Adressen:
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XII.  Auslegung von Getrieben

=> Optimale Lösung getriebetechnischer Aufgaben
 * Optimierung als kybernetisches System
 * Getriebetechnische Aufgabenstellung
 * Kinematische Abmessungen, konstruktive Gestaltung und Herstellung
 * Beanspruchung
 * Übertragungsgüte, Wirkungsgrad
 * Bewertung von Getrieben

=> Übertragungswinkel, Ablenkwinkel

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Wolfgang Knell

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" Oh Mensch, lerne tanzen,
sonst wissen die Engel im Himmel mit dir nichts anzufangen. "
Augustinus

 

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