Konstruktive Getriebelehre

Die technische Lösung aller Bewegungsprobleme ist der Inhalt der Getriebetechnik im weitesten Sinne. Die umfassendste Deutung des Begriffes Getriebe wurde von Franke [1] gegeben und besagt: Ein Getriebe ist eine Vorrichtung zur Kopplung und Umwandlung von Bewegungen und Energien beliebiger Art.

Jede Maschine besteht aus einem Maschinengestell und einer Anzahl bewegter Maschinenteile. Ein Hinweis auf Verpackungsmaschinen, Druckereimaschinen oder Textilmaschinen läßt erkennen, daß die Zahl der bewegten Maschinenteile außerordentlich groß sein kann. Die einzelnen Maschinenteile lassen sich gruppenweise zu Getrieben zusammenfassen. Die einzelnen Getriebe sind in ihren Bewegungen entsprechend dem Arbeitszweck der Maschinen so aufeinander abgestimmt, daß bei bestimmten Bewegungen bestimmte Wirkungen ausgeübt werden.

In ungleichförmig übersetzenden Getrieben wirken Geschwindigkeiten und Beschleunigungen. So wird z.B. das Pleuel (Koppel) einer Schubkurbel durch den Kurbelzapfen mit gleichförmiger Geschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) geführt, während das andere Lager am Kolbenbolzen (Gleitsteinzapfen) wechselnden Geschwindigkeiten und wechselnden Beschleunigungen ausgesetzt ist. Die Bewegungsverhältnisse der beiden Pleuellager sind also sehr verschieden; sie sind aber bestimmend für die Bewegungsverhältnisse aller Punkte des Pleuels, beispielsweise auch des Schwerpunktes. Hier können aus den Beschleunigungen Querkräfte zur Pleuellängsachse auftreten, die zu zusätzlichen Biegebeanspruchungen im Pleuel führen

Bezogene Größen sind dimensionslose Größen. Sie drücken das Verhältnis zweier gleichartiger Größen zueinander aus. So ist z. B. auch die Zahl peine bezogene Größe.

Mit Kurvengetrieben kann grundsätzlich jeder vorgeschriebene Bewegungsverlauf verwirklicht werden. Jede Steuerkurve kann aufgefasst werden als ein körperlich dargestelltes Weg-Zeit-Schaubild, und zwar in rechtwinkligen Koordinaten oder in polaren Koordinaten. Im ersten Falle erhält man Schubkurven bzw. Kurventrommeln, im zweiten Falle Kurvenscheiben. Vom Verlauf der Weg-Zeit-Kurve sind Geschwindigkeit und Beschleunigung wesentlich abhängig. Damit ist der Kurvenverlauf unmittelbar entscheidend für die periodisch auftretenden Massenkräfte. Diese wirken an der Berührungsstelle zwischen Kurvenflanke und Kurvenrolle auf ein höheres Elementenpaar. Hieraus erklärt es sich, dass Kurvengetriebe oft verschleißanfälliger sind als Gelenkgetriebe. Umgekehrt ergibt sich aus dem Vorhandensein eines höheren Elementenpaares an entscheidender Stelle die Notwendigkeit, den Verlauf einer Hubkurve so zu gestalten, dass die Beschleunigung mit “n Größtwerten”00E4;uft und im übrigen möglichst keine unstetigen Stellen zeigt.

Die zunehmende Automatisierung von Arbeitsabläufen stellt auch die Getriebelehre sowie ihre Anwendung, die Mechanismentechnik, immer wieder vor neue Aufgaben. Dies zeigt auch das Angebot einer umfangreichen Fachliteratur auf diesem Gebiet. In diesem Kapitel wird der Entwurf, die Analyse und die Optimierung von Gelenkgetrieben besprochen.

Die nachfolgenden Ügaben sind nicht nach Getriebegruppen geordnet, sondern nach der Art der Aufgabenstellung in der Praxis. Die Aufteilung ergibt sich aus den beigefügten Bildseiten. Durch Abwandlung der Abmessungen, der Drehzahlen und anderer Konstruktionsbedingungen lassen sich aus diesen Musterbeispielen beliebige, weitere Aufgaben entwickeln. Am Schluss der einzelnen Aufgabentexte befinden sich in Klammern gesetzte Hinweise auf die Bildseiten der zugehörigen, vorausgegangenen Abschnitte des Buches, und zwar in der Reihenfolge, die der Bearbeitung der Aufgabe entspricht.

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