Mechanismen: Arten, Betrieb und Anwendungen

Arten von Kräften und Mechanismen

1. Kräfte:

• Zugkraft: Innere Spannung, die durch entgegengesetzte Kräfte verursacht wird, die dazu neigen, einen Körper zu dehnen.
• Druckkraft: Kräfte, die versuchen, einen Körper zu komprimieren oder zu quetschen. Sie wirken entgegengesetzt und in Richtung des Körpers.
• Biegekraft: Kräfte, die dazu neigen, ein Element zu biegen oder zu krümmen.
• Torsionskraft: Kräfte, die dazu neigen, ein Element zu verdrehen.
• Schubkraft: Kräfte, die wie zwei Scherenblätter wirken und dazu neigen, ein Material zu schneiden.
• Knickkraft: Eine kombinierte Belastung aus Druck und Biegung.

2. Mechanismen:

Mechanismen sind dazu bestimmt, Kräfte und Bewegungen von einem Antriebselement auf ein Abtriebselement zu übertragen oder umzuwandeln.

• Bewegungsübertragungsmechanismen: Übertragen die Bewegung von einem Punkt auf einen anderen.
• Bewegungsumwandlungsmechanismen: Wandeln eine kreisförmige Bewegung in eine geradlinige Bewegung um oder umgekehrt.

3. Hebel und Flaschenzüge:

• Hebel: Ein starrer Stab, der sich um einen Drehpunkt dreht. Wird verwendet, um einen Widerstand mit einer aufgebrachten Kraft zu überwinden.
  • Typen: 1., 2. und 3. Klasse, je nach Position des Drehpunkts.
• Flaschenzüge:
  • Feste Riemenscheibe: Ein Rad, das sich um eine feste Achse dreht und eine Rille aufweist.
  • Mobile Riemenscheibe: Eine Gruppe von zwei Riemenscheiben, von denen eine fest und die andere beweglich ist.
  • Flaschenzug: Eine spezielle Art von Flaschenzug, der aus festen und beweglichen Riemenscheiben besteht.

4. Umwandlung von Kreis- in Linearbewegung:

• Ritzel-Zahnstangen-System: Ein Ritzel (Zahnrad) greift in eine Zahnstange ein. Die Drehung des Ritzels bewirkt eine lineare Bewegung der Zahnstange.
• Spindeltrieb: Wenn die Spindel (Schraube) festgehalten wird und sich dreht, bewegt sich die Mutter mit einer linearen Bewegung entlang des Gewindes. Umgekehrt funktioniert es auch.
• Winde: Eine Stange, die an einer Welle befestigt ist. Durch Drehen der Stange wird die benötigte Kraft reduziert, um ein Gewicht zu heben.

5. Drehzahländerung:

Es besteht eine Beziehung zwischen den Drehzahlen von zwei verbundenen Zahnrädern. Diese Beziehung ergibt sich aus dem Unterschied der Durchmesser der beiden Räder, was einen Unterschied in den Drehzahlen der beiden Achsen impliziert.

6. Umwandlung von Linear- in Kreisbewegung (und umgekehrt):

Das Antriebselement hat eine kreisförmige Bewegung, während das Abtriebselement eine oszillierende (hin- und hergehende) Bewegung hat.

7. Gleichförmige Bewegung:

Beispiele hierfür sind Bremsen (Trommel-, Scheiben- und Bandbremsen).

8. Energiespeicher:

Vorrichtungen, die aufgrund ihrer Elastizität Energie absorbieren, wenn sie bestimmten Kräften ausgesetzt sind. Beispiele sind Federn und Dämpfer.