Berechnung von Antriebselementen 1

Ausgewählte Antriebselemente werden in diesem Buch rechnerisch hergeleitet und an Beispielen behandelt. „Antriebselemente 1“ behandelt die Themen Leistung von Maschinen, statische Festigkeit kreissymmetrischer Bauteile und Beanspruchungen von Bauteilen, Schwungrad und Festigkeit rotierender Scheiben, Kurbeltrieb und Hubkolbenmotoren sowie Achsen und Wellen, Unwucht und Schwingungen. Leistung, Drehmoment und Massenträgheitsmoment, Beschleunigungsverläufe, Anlauf- und Auslaufzeiten charakterisieren Antriebe. Zug, Druck, Biegung, Torsion und Schub sind mögliche Beanspruchungen von Bauteilen. Die Festigkeit dünnwandiger Behälter unter Innendruck wird mit den Kesselformeln berechnet und auf Hydraulikzylinder und Gastank angewendet. Schwungrad und Kolbentrieb sind klassische mechanische Antriebselemente. Umfangs-, Radial- und Schubspannungen rotierender Scheiben sind fliehkraftabhängig. Der Tensor des dreidimensionalen Spannungszustandes lässt sich unter Verwendung eines Faktors auf der Hauptdiagonalen mit nur einem Modul für Stahl darstellen. Der Kurbeltrieb der Kolbenkraftmaschine übersetzt die translatorische Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbel. Bei der Kolbenarbeitsmaschine erfolgt der Kraftfluss in umgekehrter Richtung von der antreibenden Kurbel auf den Kolben. Pleuelstangen-, Radial- und Tangentialkraft der Kraft- und Arbeitsmaschine unterscheiden sich. Achsen und Wellen übertragen drehende Bewegungen. Unwuchten führen zu ungleichförmiger Bewegung und Belastung von Lager- und Befestigungsteilen und erzeugen Schwingungen. Eigenfrequenz und Resonanz kennzeichnen harmonische Schwingungen. Die Schwingungsisolation von Maschinen erfolgt als tiefe oder hohe Abstimmung.