VDI 2127-1993 Technical principles of mechanisms terminology of mechanisms.pdf

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1、t: ;:, S: .: “ -Cl “ ;:, “ _ “ .s: :J c: 01 E (i; .c :J Cl “ “iii (i; “ 2l -ro .c .0 0 .E (.) 0: .Ei ro I-.0 E (.? 01 “ -;: .c :; ro .c 2 :J “0 “ .c .N .0 :J N DK 001.4: 531.1.001.11 621-231 (083. 71) (083.132) VDI-RICHTLINIEN VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Getriebetechnische Grundlagen Begriffsbestimm

2、ungen der Getriebe Technical principles of mechanisms Terminology of mechanisms Inhalt Vorbemerkung 1 Aufbau 1.1 Element. 1.2 Elementenpaar. 1.3 Gelenk 1.4 Glied . 1.5 Kinematische Kette . 1.6 Mechanismus 1. 7 Getriebe 2 Kinematik 2.1 Bewegungsbegriffe 2.2 Wegbegriffe 2.3 Geschwindigkeitsbegriffe 2.

3、4 Beschleunigungs begriffe 2.5 Sonstige Begriffe 3 Krfte, Momente, Leistungen . Sachwortverzeichnis VD I-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion Vertrieb Fachbereich Getriebetechnik Ausschu Getriebesystematik VDI-Handbuch Getriebetechnik I VDI-Handbuch Getriebetechnik II Februar 1993 VDI 2127 -Q) -CU

4、-Seite CIJ Q) Cl 2 -.s:. .2 3 c I 3 Q) .:t:. 4 CJ Q) 6 3: N 8 Q) .s:. 11 .2 : 13 Q) ;: 13 -Q) .0 . 21 Q) c . 21 c . 29 :J -. 30 .s:. CJ . 33 :J CU . 36 I Cl c . 37 :J Cl : . 40 :cu -.!:! Q) B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandard

5、sCollection - Stand 2016-11-2- VDI2127 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1 993VorbemerkungDie vorliegende Richtlinie VDI 2127 ist die berarbeitete Neufassung der Richtlinie gleichen Namensaus dem Jahre 1962. Whrend die damalige Ausgabefast ausschlielich Begriffe aus dem

6、Gebiet der ungleichmig bersetzenden Getriebe behandelte, enthlt die Neufassung auch zahlreiche Begriffe aus demGebiet der gleichmig bersetzenden Getriebe.Ziel der Richtlinie ist es, in Forschung und Lehre,Praxis und Beruf sowie im Schrifttum eine mghchsteinheitliche Sprache zu erreichen, d.h. da mgl

7、ichstalle auf diesem Fachgebiet arbeitenden Personen dasselbe meinen und verstehen, wenn ein bestimmter Begriff angesprochen ist. Die im Fettdruck hervorgehobenen Begriffbenennungen werden als besonderszweckmig angesehen und sollten vornehmlich angewandt werden. Soweit heute noch andere Benennungen

8、benutzt werden, sind diese in normalerSchrift in Klammern daruntergesetzt. Ein Sachwortverzeichnis ermglicht es, gesuchte Begriffe rasch aufzufinden.Hinweispfeile () im Text bedeuten, da der jeweilsbezeichnete Begriff an anderer Stelle definiert ist undber das Sachwortverzeichnis gefunden werdenkann

9、. Unterbegriffe, die durch eine zustzliche Zifferder Numerierung gekennzeichnet sind, beziehen sichin der Regel auch ohne Hinweispfeile auf die Definition des darber stehenden Oberbegriffs.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandards

10、Collection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1 993 VDI2127 -3-Getriebe sind Einrichtungen zum Umfornnen oder bertragen von Bewegungen und Krftenund damit auch von Energie. Ein Getriebe besteht aus wenigstens drei gegeneinanderbeweglichen Gliedern, vgl. Abs

11、chnitt 1.7.1 AufbauElement C )(Gelenk- yr element) i w/ist die Gesamtheit derjenigen Wirkflchen eines Getriebegliedes, die die entsprechenden Wirkflcheneines zugeordneten Gliedes beweglich berhren bzw.berhren knnen.Das Element kann mitunter bis zu Teilflchen oder einzelnen Punkten reduziert sein, oh

12、ne da dadurch die Gesetzmigkeit der gegenseitigen BewegHchkeit beeintrchtigt wird.Beispiele: Ersatz einer Platte im Plattengelenk durch drei Hcker(Bild), Welle in mehreren fluchtenden Lagern, Fhrung einer Wellein Mehrflchen-Gleitlagern1.1.1Wirkflchensind hier die Flchen zweier Elemente, die sich imB

13、ewegungsablauf gleitend und/oder rollend berhrenoder berhren knnen und deren geometrische Gestalt Ausma, Art und Richtung der gegenseitigenBeweglichkeit bestimmt.Beispiele fr Wirkflchen: Ebene, Kreiszylinder-, Kugel-, Schraubenflche1.1.2BerhrungsartDie Berhrungsart der Elemente im Elementenpaarkann

14、Punkt-, Linien- oder Flchenberhrung sein.Die Berhrung mu durch Form- oder Kraftschlu gesichert sein.1.1.3Schluartbezeichnet das jeweils kennzeichnende Mittel, durchwelches die gegenseitige Berhrung der Elemente imElementenpaar gesichert ist.1.1.3.1FormschluDie gegenseitige Berhrung der Elemente ist

15、alleindurch deren Form gesichert.Bewegung und Betriebskraft werden normal zu den Wirkflchenbertragen.Beispiele: Kugel in Buchse (Bild 1.2.10), Schubgelenk mit Schwalbenschwanzfhrung (Bild 1.2.4), Rolle in NutkurveIm Getriebeverband kann Formschlu auch bei Elementenpaarenvorhegen, die allein nicht fo

16、rmschlssig sind. Beispiel : Zahnradverzahnungen1.1.3.2KraftschluDie gegenseitige Lage der Elemente ist durch derenForm und durch eine uere Kraft gesichert.Bewegung und Betriebskraft werden normal zu den Wirkflchenbertragen.Beispiele: Kurvenpaar unter Federkraft (Bild 1.2.5), Halbum-schieendes Gleitl

17、ager unter Gewichtskraft1.1.3.3ReibschluDie gegenseitige Lage der Elemente ist durch derenForm sowie durch eine Normalkraft und durch Reibung (z.B. Haftreibung) zwischen den Wirkflchengesichert.Reibschlu besteht tangential zu den Wirkflchen an den Berhrungsstellen, solange die maximale Reibkraft gre

18、r als eine dortangreifende Tangentialkraft ist. Bewegung und Betriebskraft werden tangential zu den Wirkflchen bertragen.Beispiele: Rollgelenk eines Reibradpaares unter uerer Anprekraft (Bild 1.4.11.1), Schneidengelenk unter GewichtskraftB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65C

19、D15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-4- VDI 2127 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19931.1.3.4Klemmschluist ein Reibschlu, bei dem die Normalkraft durchdie zu bertragende uere Kraft in solcher Hheerzeugt wird, da die maximale Reibkr

20、aft stets grer ist als die zu bertragende Tangentialkraft.Beispiel: Wlzgetriebe mit drehmomentabhngiger Anpressung derWlzkrper1.2ElementenpaarEin Elementenpaar besteht aus den sich berhrendenElementen von zwei gegeneinander beweglichenGliedern.Zwei Glieder knnen sich mit ihren Elementen stets nur in

21、 einemeinzigen Elementenpaar berhren. Durch Verbinden gleich- oderverschiedenartig geformter Elemente ergeben sich unterschiedhcheElementenpaare, die in ihrer praktischen Ausfhrung meistens alsGelenke bezeichnet werden. Nicht alle im Sprachgebrauch alsGelenke“ bezeichneten Einrichtungen sind jedoch

22、Elementenpaare, z.B. Federgelenke.Punktfrmigberhrendes ElementenpaarDie Elemente berhren sich in einem Punkt oderin mehreren Punkten.Beispiel : Kugel a auf Platte bLinlenfrmig 1berhrendesElementenpaarDie Elemente berhren sich in einer Linie oder inmehreren Linien.Beispiele: Rolle a auf Platte b (Bil

23、d) oder Kurvenpaar (Bild 1.3.7.2),Zylinder in Prisma, Kugel in Hohlkegel1.2.3Flchenfrmig l jberhrendesElementenpaar ( Die Elemente berhren sich in Flchen.Beispiele : Zylinder a in Schale b mit gleichem Durchmesser, Kugelin Kugelpfanne (Bild 1.3.6)FormschlssigesElementenpaar Qv.(Geschlossenes 1 Eleme

24、ntenpaar)Die Berhrung der Elemente wird durch deren Formgesichert. Alle Gelenkkrfte werden normal zu denWirkflchen bertragen. Wechselsinnig wirkendeGelenkrfte knnen durch jeweils andere Wirkflchen derselben Elemente bertragen werden.Beispiele: Schwalbenschwanzfhrung a, b (Bild) oder Rolle in Nutkurv

25、e, Bogendreieck im Quadrat, Zapfen in Buchse (Bild 1.2.11)Der Charakter des Formschlusses bleibt erhalten, wenn ein Gelenkspiel vorhanden ist.Formschlssige Elementenpaare mit flchenfrmiger Berhrungwerden auch Umschlupaare genannt.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F

26、0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1 993 VDI 2127 -5-KraftschlssigesElementenpaar f O(Offenes Elementenpaar) o/ ) 7/ADie Berhrung der Elemente wird durch uereKrfte gesichert. Gelenkkrfte knnen normal zu de

27、nWirkflchen nur in einer Richtung bertragen werden.Beispiele : Rolle auf Kurvenscheibe (Bild), Zapfen auf Schale unterEigengewicht (Bild 1.2.3)1.2.5.1 Reibschlssiges i Elementenpaar |/ j Als reibschlssig wird ein kraftschlssiges Elementenpaar bezeichnet, wenn Bewegungen und Krftein Richtung der Berh

28、rtangente der Wirkflchendurch Reibung bertragen werden.Beispiele: Flachriemen auf Riemenscheibe (Bild), Kurvengelenkbeim Reibradgetriebe (Bild 1.4.11.1)1.2.6EbenesElementenpaar /Die Elemente erlauben nur ebene Relativtewegun-gen. Punkte des einen Gliedes knnen sich gegenberdem anderen nur in paralle

29、len Ebenen bewegen.Beispiele : Plattengelenk (Bild), Drehgelenk1.2.7 Rumliches ElementenpaarDie Elemente erlauben rumliche Relativbewegungen. Punkte des einen Gliedes knnen sich gegenberdem anderen Glied entlang Raumkurven bewegen.Beispiele: Kugelgelenk, Drehschubgelenk, Schraubgelenk(Bild 1.3.3), K

30、ugel-Platten-Gelenk in Schaltgestnge (Bild)Linienlufiges / =55 Elementenpaar 1 1 VPunkte des einen Gliedes knnen sich gegenber demanderen Glied nur entlang einer Linie bewegen. Linienlufige Elementenpaare haben den - Gelenkfrei-heitsgrad/ = 1.Beispiele: Drehgelenk (Bild), Schubgelenk, Schraubgelenk(

31、Bild. 1.3.3)Flchenlufiges ) 1 ElementenpaarPunkte des einen Gliedes knnen sich gegenber demanderen Glied nur innerhalb einer Flche bewegen.Flchenlufige Elementenpaare haben einen Gelenkfreiheitsgrad /= 2 oder /= 3.Beispiele: Plattengelenk, Drehschubgelenk (Bild), KugelgelenkRaumlufigesElementenpaar

32、Punkte des einen Gliedes knnen sich gegenber demanderen Glied innerhalb eines Raumes bewegen.Raumlufige Elementenpaare haben einen -Gelenkfreiheitsgrad /= 3, /= 4 oder /= 5.Beispiel: Kugel a im Hohlzylinder b mit Nut,/=3B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CF

33、C1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11-6- VDI 2127 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 19931.2.11Paarumkehrung ni if 1-bezeichnet den Austausch der Elemente eines Elementenpaares bezglich ihrer Gliedzuordnung.Beispiel : Die Buchse des Gliedes a in einem

34、Drehgelenk wird gegenden Zapfen des Gliedes b ausgetauscht.1.3Gelenkbezeichnet die konstruktive Ausbildung einer beweglichen Verbindung zweier Glieder.Gelenke sind zumeist Elementenpaare oder lassen sich auf solchezurckfhren. Im Sprachgebrauch werden manche auch als Paarungen, Paare oder Fhrungen be

35、zeichnet. Mitunter werden auchmechanische Einrichtungen als Gelenke bezeichnet, die entwederkein Elementenpaar (z.B. Federgelenk) oder mehrere Elementenpaare (z.B. Kreuzgelenk) aufweisen.1.3.1Drehgelenkerlaubt nur eine Drehung (Rotation) der Glieder gegeneinander, Gelenkfreiheitsgrad / = 1.Beispiel:

36、 Zapfen und Buchse ohne Axialbeweglichkeit1.3.2Schubgelenk(Schieberpaar)(Prismenpaar)erlaubt nur eine - Geradschiebung (Translation) derGlieder gegeneinander, Gelenkfreiheitsgrad / = 1.Beispiele: Prismenpaar (Bild), Bolzen mit Gleitfeder in Bchse mitLngsnut1.3.3Schraubgelenk(Schraubenpaar)erlaubt nu

37、r eine - Schraubung der Glieder gegeneinander, Gelenkfreiheitsgrad / = 1.Beispiel : Spindel mit Mutter1.3.4Drehschubgelenk(Zylinderpaar)erlaubt sowohl eine Drehschiebung als auch nureine Drehung oder nur eine Schiebung in Richtungder Drechachse der Glieder gegeneinander, - Gelenkfreiheitsgrad f =2.1

38、.3.5Plattengelenk(Plattenpaar)(Ebenenpaar)erlaubt den Gliedern beliebige ebene Bewegungengegeneinander, - Gelenkfreiheitsgrad /=3.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein De

39、utscher Ingenieure, Dsseldorf 1 993 VDI 2127 -7-1.3.6Kugelgelenk erlaubt beliebige sphrische Bewegungen der Ghe-der gegeneinander, Gelenkfreiheitsgrad /= 3.1.3.7Kurvengelenk(Kurvenpaar)(Wlzgelenk)erlaubt Bewegungen der Glieder gegeneinander unterRollen und Gleiten sowie gegebenenfalls Schroten oder

40、Bohren.Kurvengelenk, )irumliches / 1 y(erlaubt allgemeine rumliche Bewegungen der Glieder gegeneinander unter Punkberhrung, - Gelenkfreiheitsgrad /= 5.Beispiele : Kugel mit Platte, Zahnradpaar in einem Hypoidgetriebe1.3.7.2Kurvengelenk,ebenes(Kurvenpaar)die in der Regel zylindrischen Wirkflchen der

41、imGetriebeverband eben zueinander bewegten Gliedererlauben gegebenenfalls Linienberhrung. Bei ebenerBewegung ist der Gelenkfreiheitsgrad /= 2 (Drehungip um die Berhrlinie als Achse, Schiebung in Richtung der Berhrtangente x).Beispiele : Rolle am Schwinghebel auf Kurvenscheibe eines ebenenKurvengetri

42、ebes, Zahnflankenpaar eines geradverzahnten StirnradgetriebesOhne die kinematischen Bindungen des Getriebeverbands brauchen sich die Glieder nicht in einer Linie zu berhren; das ebeneKurvengelenk allein ist deshalb in der Regel rumlich mit/=5.1.3.7.2.1Schneidengelenkist eine Sonderform des ebenen Ku

43、rvengelenks, dessen Elemente als Schneide a und Pfanne b (Prisma,Hohlzyhnder oder ebene Platte) ausgebildet sind.1.3.8Kreuzgelenk(Kardangelenk)erlaubt als Relativbewegungen Drehungen um zweisich rechtwinklig schneidende Achsen, d.h. beliebigeSchwenkbewegungen um deren Schnittpunkt. Gelenkfreiheitsgr

44、ad /= 2.Besteht in Maschinen zumeist aus drei Gliedern mit zwei Drehgelenken, vgl. auch 1.3.1.3.9Federgelenkerlaubt ohne Elemetenpaare eine Bewegung zweierTeile gegeneinander durch elastische Verformung.Seine Beweglichkeit hngt von den Steifigkeiten des elastischenTeiles in den Richtungen der sechs

45、Bewegungskomponenten derfreien Bewegung ab.Beispiel: Blattfedergelenk mit groer Beweglichkeit in x-Richtungsowie um z- und j-Achse, geringer Beweglichkeit in z- und y-Richtung sowie um x-AchseB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStanda

46、rdsCollection - Stand 2016-11-8- VDI2127 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 1 9931.3.10Mehrfachgelenkist die gegeneinander bewegliche Verbindung vonmehr als zwei Gliedern in mindestens zwei Elementenpaaren mit identischen Bewegungsmglichkeiten.Beispiel: vier benachbarte G

47、lieder drehbar um eine gemeinsameAchse1.3.10.1 DoppelgelenkCar-ist ein Mehrfachgelenk mit drei Gliedern und zweiElementenpaaren mit identischen Bewegungsmglichkeiten.Beispiel: Zwei Hebel a, h auf gemeinsamem Zapfen des Gliedesc (Bild), drei in zwei gleichachsigen Schub- oder Drehschubgelenken sich b

48、erhrende GliederGlied ist ein in der Regel als starr betrachteter Krper zurbertragung von Bewegungen und Krften zwischenseinen (Gelenk-)Elementen.Glieder mit zwei, drei oder vier Elementen werden binre, ter-nre bzw. quaternre Glieder genannt. Glieder mit einem Element(singulre Glieder) kommen nur in offenen kinematischen Kettenund davon abgeleiteten Getrieben vor.In Sonderfllen kann ein Glied elastisch stark verformbar sein;federndes Glied.1-4-1Gestell/ 1 / i|1 1ist das als feststehend betrachtete Glied eine