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Übertragungsverhalten von Planetenrollengewindetrieben unterschiedlicher Gewindegangzahl der Spindel und der Mutter

ISBN: 978-3-86359-822-8

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Kurzübersicht

In der vorliegenden Arbeit werden zunächst die geometrischen Zusammenhänge sowie die Berechnung der Geschwindigkeiten und der Gesamtsteigung in einem beliebigen Planetenrollengewindetrieb betrachtet. Anschließend erfolgt eine umfassende Betrachtung der Kraft- und Geschwindigkeitsübertragung im Kontaktpunkt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden auf die Gesamtkomponente übertragen und basierend darauf eine neue Variante des Planetenrollengewindetriebs mit unterschiedlichen Gewindegangzahlen der Spindel und der Mutter entwickelt und am Prüfstand untersucht.

Übertragungsverhalten von Planetenrollengewindetrieben unterschiedlicher Gewindegangzahl der Spindel und der Mutter

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Details

Rollengewindetriebe, welche in drei Bauarten vorliegen, dienen der Wandlung einer Drehbewegung in eine Axialbewegung. Durch die hohe Tragfähigkeit, Steifigkeit und Kraftübersetzung können Rollengewindetriebe als elektromechanische Alternative mit hydraulischen Lösungen konkurrieren.
Obwohl Rollengewindetriebe bereits seit der Patentierung im Jahr 1949 bekannt sind, wurden auf diesem Themengebiet nur wenige theoretische Arbeiten durchgeführt, so dass unter anderem kein komplettes Verständnis geometrischer Restriktionen oder der Vorgänge der Kraft- und Geschwindigkeitsübertragung vorlag. Ferner wurden die Ausarbeitungen oft nur unzureichend durch Versuche an Komponenten untermauert.
In der vorliegenden Arbeit werden zunächst die geometrischen Zusammenhänge in einem beliebigen Planetenrollengewindetrieb betrachtet. Es wird eine universelle Vorgehensweise zur Berechnung der Geschwindigkeiten der Rollengewindetriebelemente und der Gesamtsteigung vorgestellt, welche auch die Beurteilung unterschiedlicher Einflüsse, wie beispielsweise ein Verklemmen der Planeten, auf die Gesamtsteigung ermöglicht. Zur umfassenden Betrachtung der Kraft- und Geschwindigkeitsübertragung im Kontaktpunkt wird die Position der Kontaktpunkte und anschließend die Form der Kontaktzone sowie die Druckverteilung unter Zuhilfenahme der Halbraumtheorie von Boussinesq berechnet. Die gewonnenen Erkenntnisse werden anschließend auf die Gesamtkomponente übertragen. Hierfür wird eine Methode zur Berechnung der Lastverteilung auf die Kontaktpunkte vorgestellt und resultierend daraus die Berechnung der axialen statischen Steifigkeit unter Beachtung unterschiedlicher Einflussfaktoren durchgeführt. Basierend auf den theoretischen Betrachtungen wird eine neue Variante des Planetenrollengewindetriebs mit unterschiedlichen Gewindegangzahlen der Spindel und der Mutter mit dem Ziel einer möglichst niedrigen Gesamtsteigung und damit einer möglichst hohen Kraftübersetzung entwickelt. Mehrere Prototypen der neuen Variante wurden gefertigt und das Übertragungsverhalten sowie weitere charakteristische Eigenschaften am Prüfstand untersucht. Abschließend werden die Ergebnisse der Prüfstanduntersuchungen vorgestellt, diskutiert und den theoretischen Betrachtungen gegenübergestellt.

Zusatzinformation

Autor Hildebrand, Maria
ISBN/Artikelnr. 978-3-86359-822-8
Gewicht 0.288 kg
Erscheinungsdatum 02.03.2020
Lieferzeit 3-4 Tage
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