Grundlagen der Maschinenelemente: Getriebe, Bremsen und Lager

Grundlagen der Maschinenelemente und Getriebe

Ritzel und Zahnstange

Die Zahnstange ist eine Oberfläche mit Zähnen in einer geraden Linie. Das Ritzel ist ein kleines Zahnrad. Diese Kombination wird verwendet, um eine kreisförmige Bewegung in eine geradlinige Bewegung umzuwandeln oder umgekehrt.

Gewindetrieb (Mutter und Schraube)

Die Schraube ist ein Zylinder mit einem Außengewinde. Die Mutter besitzt ein passendes Innengewinde. Wird die Schraube gedreht, bewegt sich die Mutter linear und fest. Diese Mechanik wird häufig verwendet, um Lasten zu heben, beispielsweise bei einem Wagenheber.

Kurbelwinde

Ein Zylinder, um den ein Seil gewickelt oder abgewickelt wird, abhängig von der Drehrichtung. In der Mitte befindet sich die Kurbel, die zur Drehung des Zylinders dient.

Pleuelstange und Kurbel

Die Kurbel ist eine starre Stange, die an einem Ende befestigt ist und durch Drehung eine kreisförmige Bewegung erzeugt. Die Pleuelstange wandelt diese kreisförmige Bewegung in eine hin- und hergehende (alternierende) Bewegung um.

Nockengetriebe (Nocken und Stößel)

Der Stößel (Tracker) ist eine Stange, die oben eine Rolle besitzt, um die Bewegung mit dem Nocken zu erleichtern. Der Nocken (Cam) ist ein Rad mit einer unregelmäßigen Kontur an der Peripherie, das den Stößel anhebt, wenn es sich dreht.

Kurbelgetriebe

Eine Stange, die eine hin- und hergehende Bewegung in eine kreisförmige Bewegung umwandelt, indem sie mit anderen beweglichen Teilen verbunden ist.

Exzenter

Ein Rad, das außerhalb seines Mittelpunkts an einer Stange befestigt ist, um eine oszillierende Bewegung zu erzeugen.

Steuerung, Bremsen und Kupplungen

Sperrvorrichtung (Sperrrad und Klinke)

Das Sperrrad ist ein Zahnrad mit asymmetrischen Zähnen. Die Klinke erlaubt die Drehung nur in eine Richtung und verhindert die Rückwärtsbewegung.

Bremsen

Elemente, die dazu dienen, einen mechanischen Mechanismus zu stoppen, indem Bewegung durch Reibung in Wärme umgewandelt wird.

Scheibenbremsen

Bremsbeläge wirken auf beiden Seiten einer Scheibe oder Oberfläche.

Trommelbremsen

Zwei Bremsbacken (Schuhe) drücken gegen die Innenseite eines rotierenden Zylinders (Trommel), um Bewegungen zu stoppen.

Kupplungen (Wellenverbindungen)

Kupplungen dienen zur Verbindung von Wellen. Ist die Verbindung fest (z. B. verschraubt), spricht man von einer permanenten Kupplung.

Kardangelenk (Kreuzgelenk)

Dient zur Übertragung einer Drehbewegung zwischen zwei Achsen, deren Winkel zueinander sich ändern kann.

Schaltbare Kupplungen

Ermöglichen das Trennen eines Wellenteils vom anderen. Dies wird auf zwei Arten erreicht:

• Reibungskupplung: Zwei senkrecht zur Welle stehende Scheiben, die aneinander gedrückt oder getrennt werden können.
• Zahnkupplung: Zwei Zahnräder, die ineinandergreifen oder getrennt werden können, wobei eines typischerweise eine Innenverzahnung hat.

Energiespeicherung und Lagerung

Federn

Federn (Spiralfedern oder Blattfedern) speichern Energie, wenn sie gedehnt oder gestaucht werden, und geben diese Energie wieder frei.

Lagerungen (Wellenlager)

Mechanische Wellen werden durch zwei Hauptarten von Lagern gestützt:

• Gleitlager: Ein Ring (Lagerschale), oft aus Messing oder Bronze, der die Welle umschließt und in einem feststehenden Gehäuse ruht.
• Wälzlager (Kugel- oder Rollenlager): Bestehen aus zwei Ringen (Laufringen), zwischen denen Stahlkugeln oder Zylinder platziert sind, um eine reibungsärmere Bewegung zu ermöglichen.