Vorwort | 6 |
Vorwort zur 2. Auflage | 8 |
Inhaltsverzeichnis | 10 |
1 Einleitung | 14 |
2 Modellbildung mechanischer Antriebssysteme | 18 |
2.1 Einführung in die Modellbildung | 18 |
2.1.1 Ziele der Modellbildung | 18 |
2.1.2 Typen der Berechnungsmodelle | 24 |
2.1.3 Beispiel: Antrieb eines Mechanismus | 37 |
2.2 Bewertung von Modellgleichungen | 39 |
2.2.1 Regeln zur Verifikation von Modellgleichungen | 39 |
2.2.2 Normierung der Parameter und der Variablen | 42 |
2.2.3 Berechnungsmodelle von Schubkurbelgetrieben | 44 |
2.2.4 Beispiele für mehrere Modellstufen | 58 |
2.3 Induktive Modellbildung | 68 |
2.3.1 Allgemeines | 68 |
2.3.2 Parametererregte Schwingungen einer Buchschneidemaschine | 71 |
2.3.3 Selbsterregte Schwingungen eines Wicklers | 74 |
2.3.4 Instationäre Bewegungen bei Kranen | 80 |
2.3.5 Diskrete Schwinger statt Kontinua (Balken- und Stabmodelle) | 99 |
2.4 Deduktive Modellbildung | 107 |
2.4.1 Allgemeines | 107 |
2.4.2 Grundfrequenz von Schleifspindeln | 109 |
2.4.3 Von 23 zu 5 Parametern (Fahrbewegung eines Brückenkrans) | 114 |
2.4.4 Von räumlichen zu eindimensionalen Balken- und Stabmodellen | 118 |
2.4.5 Schwenkbewegung eines Auslegerarms | 137 |
2.4.6 Modellreduktion mit der Mittelungsmethode | 144 |
2.4.7 Reibungseinflüsse | 145 |
2.5 Ermittlung von Parametern des Gesamtsystems | 152 |
2.5.1 Sensitivitätsanalyse | 152 |
2.5.2 Parameterermittlung aus gemessenen Eigenfrequenzen und Eigenformen | 159 |
2.5.3 Identifikation eines Systems mit zwei Freiheitsgraden | 163 |
2.6 Freiheitsgradreduktion und Modellanpassung | 166 |
2.6.1 Grundlagen der Freiheitsgradreduktion | 166 |
2.6.2 Statische und dynamische Kondensation (GUYAN, R¨OHRLE) | 168 |
2.6.3 Reduktion nach RIVIN und DI | 170 |
2.6.4 Modale Reduktion und Eigenformapproximation | 172 |
2.6.5 Vergleich der Reduktionsmethoden an einem Beispiel | 173 |
2.6.6 Modale Synthese | 177 |
2.6.7 Kopplung von zwei Schwingerketten | 180 |
3 Parameterwerte von Maschinenelementen und Baugruppen | 186 |
3.1 Erreger- und Übertragungselemente von Torsionsschwingern | 186 |
3.2 Parameterwerte einzelner Elemente | 191 |
3.2.1 Zylinder- und Kegelelemente | 191 |
3.2.2 Zusatzlängen und Nachgiebigkeitsfaktoren | 194 |
3.2.3 Drehsteifigkeiten von Kurbelwellen | 197 |
3.2.4 Dampfungswerte von Torsionsschwingern | 199 |
3.3 Walzlager und Fugen | 202 |
3.3.1 Allgemeine Zusammenhänge | 202 |
3.3.2 Kugel- und Rollenlager | 203 |
3.3.3 Fugen, Kontaktstellen, Gleit- und Wälzführungen | 207 |
3.4 Getriebe, Kupplungen, Motoren | 208 |
3.4.1 Zahnradgetriebe | 208 |
3.4.2 Berechnungsmodelle für nachgiebige Kupplungen | 212 |
3.4.3 Asynchronmotor | 221 |
3.5 Dampfungskennwerte | 224 |
4 Beispiele zur dynamischen Analyse von Antriebssystemen | 232 |
4.1 Anlaufvorgang eines Antriebs mit Asynchronmotor | 232 |
4.2 Fahrzeug-Antriebsstrang | 234 |
4.3 Kupplungen im Antriebsstrang | 241 |
4.3.1 Allgemeine Problemstellung | 241 |
4.3.2 Lufterantrieb | 242 |
4.3.3 Druckmaschine | 246 |
4.4 Ungleichmäßig übersetzende Mechanismen | 249 |
4.4.1 Schwingungsursachen | 249 |
4.4.2 Schwingungen am Abtriebsglied | 254 |
4.4.3 Schwingungen infolge elastischer Antriebsglieder | 259 |
4.5 Selbsthemmende Getriebe | 263 |
4.5.1 Schwingungsursachen | 263 |
4.5.2 Keilschubgetriebe | 264 |
4.5.3 Schneckengetriebe | 267 |
4.6 Schwingungen von Zugmittelgetrieben | 275 |
4.6.1 Schwingungsursachen | 275 |
4.6.2 Eigenfrequenzen des Zweischeiben-Riemengetriebes | 277 |
4.6.3 Erzwungene und parametererregte Schwingungen | 281 |
4.6.4 Kettengetriebe | 283 |
4.6.5 Zahnriemengetriebe | 290 |
4.7 Planetengetriebe | 292 |
4.7.1 Allgemeine Problemstellung | 292 |
4.7.2 Bewegungsgleichungen eines einfachen Berechnungsmodells | 293 |
4.7.3 Beispiel: Getriebe mit drei Planeten | 296 |
4.7.4 Vergleich von drei F¨allen unterschiedlicher Zahneingriffe | 299 |
4.8 Fahrbewegung eines Regalbedienger¨ates | 301 |
4.8.1 Modellbildung | 301 |
4.8.2 Herleitung der Bewegungsgleichungen | 303 |
4.8.3 Losung der Bewegungsgleichungen | 306 |
4.8.4 Zahlenbeispiel | 308 |
4.9 Irregulare Belastungen | 311 |
4.9.1 Querstoß an Führungsbahn | 311 |
4.9.2 Nachlauf nach dem Abschalten (Überlastsicherung) | 314 |
5 Zur Synthese von Antriebssystemen | 318 |
5.1 Regeln zur dynamischen Synthese | 318 |
5.1.1 Zur Struktursynthese | 318 |
5.1.2 Modellstufe ”Starrkörpersystem“ | 324 |
5.1.3 Modellstufe ”Lineares Schwingungssystem“ | 328 |
5.1.4 Modellstufe ”Nichtlineares Schwingungssystem“ | 331 |
5.2 Modale Anregbarkeit | 331 |
5.2.1 Allgemeine Zusammenhänge | 331 |
5.2.2 Beispiel: Torsionsschwingerkette | 334 |
5.3 Optimale Auslegung von Baugruppen | 337 |
5.3.1 Konturen von Unwuchtmassen | 337 |
5.3.2 Kompensatoren für ungleichmäßig übersetzende Getriebe | 339 |
5.3.3 Ubersetzungsverhältnisse bei minimalem Trägheitsmoment | 340 |
5.3.4 Stabprofile fur extreme Eigenfrequenzen | 342 |
5.4 Optimale Bewegungsabläufe | 345 |
5.4.1 Instationäre Starrkorperbewegung | 345 |
5.4.2 Eigenbewegung von Mechanismen | 349 |
5.4.3 Anlaufen und Bremsen eines linearen Schwingers | 352 |
5.4.4 Rechtecksprunge und Restschwingungen | 360 |
5.4.5 Stoße und deren Kompensation | 367 |
5.4.6 Resonanzdurchlauf | 379 |
5.5 Zum Entwurf schwingungsarmer Mechanismen | 385 |
5.5.1 Gestellschwingungen und Massenausgleich | 385 |
5.5.2 Torsionsschwingungen und Leistungsausgleich | 388 |
5.5.3 HS-Profile bei Kurvengetrieben | 391 |
5.5.4 Beeinflussung des Erregerspektrums mehrgliedriger Koppelgetriebe | 404 |
5.6 Optimale Stutzenabstände angetriebener Balken | 406 |
5.6.1 Aufgabenstellung | 406 |
5.6.2 Gekoppelte Biege- und Torsionsschwinger | 407 |
5.6.3 Balken auf mehreren Stützen | 410 |
5.7 Antriebe von Vibrationsmaschinen | 417 |
5.7.1 Aufgabenstellung | 417 |
5.7.2 Schubkurbelgetriebe als Schwingungserreger | 418 |
5.7.3 Unwuchterreger und Selbstsynchronisation | 423 |
5.7.4 Vibrationshammer | 434 |
Häufig benutzte Formelzeichen | 440 |
Literaturverzeichnis | 444 |
Sachverzeichnis | 462 |