Description
Die technische Entwicklung verlangt Maschinen und Mechanismen, die schneller laufen, leichter gebaut sind und genauer, zuverlassiger und wirtschaftlicher arbeiten als ihre Vorganger. Schwingungsprobleme, auf die man frtiher in der Industriepraxis nur selten stieB, verlangen eine Lasung. Die Berechnung der in Mechanismen auftretenden dynamischen Krafte und De formationen wird durch diese steigenden Anforderungen immer wichtiger. Das vor liegende Buch hat das Ziel, mathematische und mechanische Methoden, die zur dynamischen Analyse, Synthese und Optimierung realer Mechanismen geeignet sind, zusammenfassend darzustellen. Es wird ein Uberblick tiber solche Gebiete der Mechanismendynamik gegeben, deren Methoden und Verfahren im Maschinenbau von Interesse sind. Manchmal versuchen die Anhanger traditioneller Vorstellungen, zwischen der Theorie der Maschinen und Mechanismen bzw. der Getriebetechnik einerseits und der Angewandten Mechanik andererseits eine scharfe Grenze zu ziehen. Wir meinen, daB dafUr kein Grund besteht. Die Gebiete der Maschinendynamik, Schwingungs lehre, Getriebelehre und Technischen Mechanik stehen auf dem gleichen Fundament der klassischen Mechanik, und mit der Weiterentwicklung der numerischen Mathe matik und Informatik rucken sie enger zusammen. 0. Einleitung.- 1. Kinematik zwanglufiger Mechanismen.- 1.1. Aufgabenstellung.- 1.2. Gliedergruppen-Konzept.- 1.2.1. Kinematik einer Dyade.- 1.2.2. Kinematik von Dyadenmechanismen.- 1.2.3. Partielle Ableitungen und U-Funktionen.- 1.3. Maschenkonzept.- 1.3.1. Methode zur Aufstellung der Zwangsbedingungen.- 1.3.2. Beispiele zur Aufstellung von Zwangsbedingungen.- 1.3.3. Lsung der Zwangsbedingungen.- 1.3.4. Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, partielle Ableitungen und U-Funktionen.- 1.4. Beispiele.- 1.4.1. Ergebnisdarstellung.- 1.4.2. Einflu der nderung von Gliedlngen.- 1.4.3. Harmonische Analyse.- 2. Kinetik zwanglufiger Mechanismen.- 2.1. Aufgabenstellung.- 2.2. Kinetische Kraftgren innerhalb der Bewegungsebene.- 2.2.1 Prinzip der virtuellen Arbeit.- 2.2.2. Lagrangesche Gleichungen 2. Art.- 2.2.3. Gelenkkrfte in Dyaden-Mechanismen.- 2.2.4. Gelenkkrfte eines binren Getriebegliedes.- 2.3. Kraftgren quer zur Bewegungsebene.- 2.4. Beispiele.- 2.4.1. Schubkurbelgetriebe.- 2.4.2. Polardiagramm einer Gelenkkraft.- 3. Dynamischer Ausgleich.- 3.1. Aufgabenstellung.- 3.2. Massenausgleich.- 3.2.1. Bedingungen fr den vollstndigen Massenausgleich.- 3.2.2. Massenausgleich flacher Getriebe.- 3.3. Leistungsausgleich.- 3.3.1. Allgemeine Lsung.- 3.3.2. Federausgleich.- 3.3.3. Ausgleich mit Masseparametern.- 3.4. Komplexer Ausgleich.- 3.4.1. Gelenkkraftausgleich.- 3.4.2. Ausgleich von Harmonischen.- 3.4.3. Ausgleich als Kompromilsung.- 3.5. Beispiele.- 3.5.1. Pressenantrieb mit Ausgleichsgetriebe.- 3.5.2. Massenausgleich einer Knochensge.- 3.5.3. Lrmminderung durch Gelenkkraftbeeinflussung.- 3.5.4. Momentenausgleich an einer Schuhmaschine.- 4. Schwingungsmodelle mit einem Freiheitsgrad.- 4.1. Aufgabenstellung.- 4.2. Aufstellung der Bewegungsgleichung.- 4.2.1. Elastischer Mechanismus mit Endmasse.- 4.2.2. Elastisches Abtriebsglied hinter dem Mechanismus.- 4.2.3. Elastische Antriebswelle vor dem Mechanismus.- 4.2.4. Elastisches Gelenk.- 4.2.5. Drehgelenk mit Lagerspiel.- 4.2.6. Standardformen der Bewegungsgleichung.- 4.3. Lsung der Bewegungsgleichung bei konstanten Koeffizienten.- 4.3.1. Allgemeine Lsung.- 4.3.2. Eigenschwingungen infolge von Unstetigkeiten.- 4.3.3. Zur dynamischen Wirkung des Spiels.- 4.3.4. Ermittlung stationrer Schwingungen.- 4.3.5. Endliche Anlaufzeit.- 4.3.6. Beispiele.- 4.3.6.1. Kurvengetriebe mit zwei Bereichen der U-Funktion.- 4.3.6.2. Pressengetriebe mit Spiel.- 4.4. Lsung der Bewegungsgleichung bei vernderlichen Koeffizienten.- 4.4.1. Methode des fiktiven Oszillators.- 4.4.2. Stationre Lsung bei stetiger Erregung.- 4.4.3. Schnell-vernderliche Parameter.- 4.4.4. Parametrische Impulse.- 4.4.5. Beispiel: Industrienhmaschine.- 4.5. Bedingungen der kinetischen Stabilitt bei Parametererregung.- 4.5.1. Allgemeines zur Parametererregung.- 4.5.2. Kinetische Stabilitt bei periodischer Erregung.- 4.5.3. Beispiel: Parametererregung im Parallelkurbelgetriebe.- 4.6. Verminderung der Schwingungsentstehung.- 4.6.1. Grundstzliche Mglichkeiten.- 4.6.2. Schwingungsarme Kurvengetriebe mit elastischem Abtriebsglied.- 4.6.3. Schwingungsarme Kurvengetriebe mit elastischer Antriebswelle.- 4.6.4. Beispiele.- 4.6.4.1. Symmetrische Rast-in-Rast-Bewegung.- 4.6.4.2. Versatzbewegung einer Kettenwirkmaschine.- 4.6.4.3. Lngsbewegung eines Transfermanipulators.- 5. Schwingungsmodelle mit mehreren Freiheitsgraden.- 5.1. Aufgabenstellung.- 5.2. Bewegungsgleichungen von Mechanismen mit mehreren Freiheitsgraden.- 5.2.1. Nichtlineare Bewegungsgleichungen.- 5.2.2. Linearisierte Bewegungsgleichungen.- 5.2.3. Beispiele.- 5.2.3.1. Bewegungsgleichungen eines Mobilkranes.- 5.2.3.2. Bewegungsgleichungen einer Verarbeitungsmaschine.- 5.3. Lsung linearisierter Gleichungen.- 5.3.1. Anwendung der numerischen Integration.- 5.3.2. Quasinormalkoordinaten.- 5.3.3. Einflu von Parameternderungen.- 5.3.4. Modifizierte bertragungsmatrizen.- 5.3.5. Anwendung von Substrukturen.- 5.3.6. Allgemeines zu Systemen mit vielen Freiheitsgraden.- 5.3.7. Beispiel: Nadelantrieb einer Kettenwirkmaschine.- 5.4. Antriebe mit verzweigter Struktur.- 5.4.1. Elastische Hauptwelle mit starren Mechanismen.- 5.4.2. Antriebe mit Baumstruktur.- 5.4.3. Regulre Systeme mit Ketten- und Baumstruktur.- 5.4.4. Mechanismen-Strukturen als Kontinuum.- 5.4.5. Hauptwelle mit mehreren Mechanismenzweigen.- 5.4.6. Beispiele.- 5.4.6.1. Antrieb mit mehreren identischen Mechanismen.- 5.4.6.2. Antrieb mit zwei Teilsystemen.- 5.4.6.3. Biegeschwingungen eines Nhwirkmaschinen-Antriebs.- 5.5. Nichtlineare Schwingungen von Mechanismen.- 5.5.1. Bemerkungen zu nichtlinearen Aufgaben.- 5.5.2. Numerische Integration.- 5.5.3. Reduktion der Anzahl der Koordinaten.- 5.5.4. Berechnung periodischer Lsungen.- 5.5.5. Beispiele.- 5.5.5.1. Pressenantrieb im Gestell.- 5.5.5.2. Mobilkran mit Lastmomentensicherung.- 6. Literaturverzeichnis.- Wichtige verwendete Kurzzeichen.
