Grundlagen der Maschinenelemente und Getriebetechnik
Wellen und Achsen
Welle: Ein in der Regel zylindrisches Bauteil zur Übertragung von Kreisbewegungen und Drehmomenten.
Achse: Ein zylindrisches Bauteil, um das sich andere mechanische Teile drehen.
Kupplungen
- Starre Kupplung: Verbindet Wellen starr miteinander. Sie sind nicht für Fluchtungsfehler ausgelegt.
- Elastische Kupplung: Nutzt eine elastische Gummidichtung, um Toleranzen bei der Ausrichtung auszugleichen und Vibrationen zu absorbieren.
- Zellenkupplung: Ermöglicht eine variable Trennung zwischen Wellen und erlaubt eine seitliche Verschiebung bei der Drehmomentübertragung.
- Gelenkwelle: Überträgt Bewegungen über ein Kreuzgelenk (Gabelgelenk). Häufig in Fahrzeugen zwischen Getriebe und Differential eingesetzt.
Drehmomentbegrenzung und Reibung
- Drehmomentbegrenzer: Begrenzt das übertragene Drehmoment, um Schäden zu vermeiden (z. B. durch Reibung oder Scherbolzen).
- Radreibung: Überträgt das Moment zwischen Welle und Rad. Der Druck kann über eine Schraube eingestellt werden.
- Scherbolzen: Ein kalibriertes Element, das bei Überlastung gezielt abschert, um das Getriebe zu schützen.
Mechanismen
4-Gelenk-Mechanismus
Ein Gerät aus vier gelenkig verbundenen Stangen. Bei vollständiger Rotation spricht man von einer Kurbelschwinge.
Kurbeltrieb
Wandelt eine Kreisbewegung in eine geradlinige, hin- und hergehende Bewegung um.
Unendliche Pleuelstange
Ein Mechanismus, bei dem die Kurbel eine mobile Verbindung steuert; bekannt aus historischen Dampfmaschinen.
Übertragungselemente
Übertragung auf feste Elemente: Dient der Kraftübertragung zwischen parallelen Achsen, meist durch Riemen oder Ketten.
Übersetzungsverhältnis: Das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle zur Eingangswelle (w1/w2 = T1/T2).
Zahnradgetriebe
Mechanismen zur Übertragung von Drehbewegungen:
- Geradverzahnte Stirnräder: Übertragen Bewegungen zwischen parallelen Achsen bei niedrigen Geschwindigkeiten und geringen Lasten.
- Schrägverzahnte Räder: Die Zähne greifen gleitend ineinander, was die Übertragung größerer Kräfte ermöglicht.
- Kegelräder: Übertragen Bewegungen zwischen sich schneidenden Achsen.
- Innenverzahnte Räder: Die Zähne liegen innen; beide Achsen drehen sich in die gleiche Richtung.
- Zahnstange und Ritzel: Wandelt eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung um.
- Schneckengetriebe: Kopplung zwischen einer Schnecke und einem Zahnrad bei sich kreuzenden Achsen (meist 90°).