Mechanismen zur Bewegungsübertragung

Was ist ein Mechanismus?

Ein Mechanismus ist jede Art von Vorrichtung, die Bewegungen überträgt, um eine Arbeit zu verrichten.

Arten der Bewegungsübertragung

Mechanismen dienen zur Übertragung von:

• Linearer Bewegung
• Kreisbewegung

Lineare Übertragung

1. Feste Rollen

Eine feste Rolle ist ein Rad, das sich um eine Achse dreht und am Rand eine Nut hat, durch die ein Seil oder Riemen läuft. Sie verhindert das Herabfallen. Formel: F = R (Kraft = Widerstand). Der Vorteil liegt in der Änderung der Bewegungsrichtung.

2. Lose Rollen

Bei einer losen Rolle ist ein Ende des Seils befestigt, und der Widerstand hängt an der Achse der Rolle. Formel: F = R / 2.

3. Flaschenzüge

Ein Flaschenzug ist eine Kombination aus festen und losen Rollen. Die benötigte Kraft berechnet sich nach der Formel: F = R / (2n), wobei 'n' die Anzahl der losen Rollen ist.

4. Hebel

Ein Hebel ist ein starrer Stab, der sich um einen festen Punkt, den sogenannten Drehpunkt, dreht. Es gibt drei Arten von Hebeln:

• Hebel 1. Art: Der Drehpunkt liegt zwischen Kraft und Widerstand (z. B. Schere).
• Hebel 2. Art: Der Widerstand liegt zwischen Drehpunkt und Kraft (z. B. Schubkarre).
• Hebel 3. Art: Die Kraft liegt zwischen Drehpunkt und Widerstand (z. B. Pinzette).

Hebelgesetz

Das Hebelgesetz besagt: Das Produkt aus Kraft (F) und Kraftarm (Bf - Abstand der Kraft zum Drehpunkt) ist gleich dem Produkt aus Widerstand (R) und Widerstandsarm (Br - Abstand des Widerstands zum Drehpunkt).

Formel: F × Bf = R × Br

Kreisförmige Übertragung

• 1. Zahnräder

  Ein Zahnrad ist ein Rad mit Zähnen am Umfang. Wenn zwei Zahnräder ineinandergreifen, wird das größere oft als Rad und das kleinere als Ritzel bezeichnet. Die Drehrichtung kehrt sich beim Übergang von einem Rad zum anderen um.

• 2. Kettentriebe

  Kettentriebe bestehen aus zwei oder mehr Zahnrädern (Kettenrädern), die durch eine Kette verbunden sind. Das Übersetzungsverhältnis ist ähnlich wie bei direkt ineinandergreifenden Zahnrädern. Beide Räder drehen sich in die gleiche Richtung. Der Vorteil ist die schlupffreie Übertragung.

• 3. Schneckengetriebe

  Ein Schneckengetriebe besteht aus einer Schnecke (einer Schraube) und einem Schneckenrad (einem Zahnrad). Die Achsen von Schnecke und Rad stehen senkrecht (90 Grad) zueinander. Die Schnecke treibt das Rad an; eine Umkehrung (Antrieb durch das Rad) ist meist nicht möglich (Selbsthemmung). Es dient oft zur Erzielung großer Übersetzungen oder zum Spannen.

• 4. Riementriebe

  Riementriebe bestehen aus zwei Riemenscheiben, die durch einen Riemen verbunden sind. Wenn sich eine Scheibe dreht, bewegt der Riemen die andere Scheibe. Die Beziehung zwischen den Drehzahlen (N1, N2) und Durchmessern (D1, D2) der Scheiben ist: N1 × D1 = N2 × D2. Bei einem offenen Riementrieb drehen sich beide Scheiben in die gleiche Richtung. Bei einem gekreuzten Riementrieb ändern sie die Drehrichtung.

• 5. Reibradgetriebe

  Reibradgetriebe bestehen aus zwei Rädern, die direkt aneinander anliegen und die Bewegung durch Reibung übertragen. Oft ist eines der Räder mit Gummi beschichtet. Die Räder drehen sich in entgegengesetzte Richtungen. Es gilt die Gleichung: N1 × D1 = N2 × D2. Sie werden zur Übertragung von Kreisbewegungen eingesetzt, wo Schlupf tolerierbar oder erwünscht ist.

Übersetzungsverhältnis

Das Übersetzungsverhältnis (i) beschreibt das Verhältnis der Drehzahlen zwischen dem antreibenden Element (Motor, nm) und dem angetriebenen Element (nc). Es gibt an, wie die Bewegung übertragen wird.

Formel: i = nm / nc