VDI 2731 Blatt 1-2009 Micro gears - Basic principles.pdf
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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMikrogetriebeGrundlagenMicrogearsBasic principlesVDI 2731Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Getriebetechnik II: Gleichfrmig bersetzte GetriebeVDI-RICHTLINIENVervielfltigung auch fr innerbetrieblicheZwecke nicht gestattet / Reproduction ev
2、en for internal use not permittedICS 21.200April 2009Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . 33Begriffe . . . . . . . . . .
3、 . . . . . . . . . . . 44 Formelzeichen und Abkrzungen . . . . . . . 75 Grundlagen zu Betrieb und Umfeld . . . . . . 85.1 Einfhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . 85.2 Geometrische Randbedingungen . . . . . . 105.3 Leistungsrandbedingungen . . . . . . . . . 115.4 Funktionsrelevante Randbedingunge
4、n . . . 125.5 Mikrogetriebespezifische Randbedingungen . . . . . . . . . . . . . . 126 Herstellung und Werkstoffe . . . . . . . . . . 136.1 Zuordnung Fertigungsverfahren Werkstoffgruppen Losgren . . . . . . . 146.2 Werkstoffgruppen . . . . . . . . . . . . . . 146.3 Fertigungsverfahren . . . . . . .
5、. . . . . . 167 Berechnung und Konstruktion. . . . . . . . . 347.1 Mikrospezifische Aspekte bei der Auslegung des Getriebes . . . . . . . . . . 347.2 Verzahnung, Zahnform und Toleranzen. . . 357.3 Geometrische Auslegung . . . . . . . . . . 367.4 Festigkeitsnachweis von Mikrozahnrdern . 367.5 Weitere
6、 Elemente und sonstige Einfluss-gren bei der Auslegung . . . . . . . . . . 418 Systemaufbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . 448.1 Automatisierungstechnik und Montage. . . 448.2 Verbindungstechnik . . . . . . . . . . . . . 45Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introd
7、uction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Normative references . . . . . . . . . . . . . 33 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 44 Symbols and abbreviations . . . . . . . . . . 75 Fundamentals of operation and theoperational en
8、vironment. . . . . . . . . . . . 85.1 Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . 85.2 Geometric constraints. . . . . . . . . . . . 105.3 Performance constraints . . . . . . . . . . 115.4 Functionally relevant constraints . . . . . . 125.5 Microgear-specific constraints . . . . . . . 126 Manufactu
9、ring and materials . . . . . . . . . 136.1 Allocation of manufacturing process groups of materials batch sizes . . . . . . 146.2 Groups of materials. . . . . . . . . . . . . 146.3 Manufacturing processes . . . . . . . . . . 167 Analysis and design . . . . . . . . . . . . . . 347.1 Microscale-specifi
10、c aspects of gear design . . . . . . . . . . . . . . . . . 347.2 Tooth system, tooth shape, and tolerances . 357.3 Geometric design . . . . . . . . . . . . . . 367.4 Strength analysis of microgear wheels . . . 367.5 Further elements and other influencing variables in the design . . . . . . . . . . .
11、 418 System structure . . . . . . . . . . . . . . . . 448.1 Automation and assembly . . . . . . . . . 448.2 Connection technology . . . . . . . . . . . 45Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be
12、 given with respect to the English trans-lation. Frhere Ausgabe:01.08Entwurf,deutschFormeredition: 01/08 Draft, inGermanonlyVDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion VertriebAusschuss A222Zu beziehen durch / Available atBeuth VerlagGmbH, 10772 Berlin AlleRechte vorbehalten / Allrights reserved Verei
13、nDeutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf2009B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2009 2 VDI 2731 Blatt 1 / Part 1Seite9 Validierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489.1 Mikrospezifische Bauteilprfver
14、fahren. . . 489.2 Funktionsgruppenprfung . . . . . . . . . 489.3 Systemprfung . . . . . . . . . . . . . . . 49Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Re
15、chte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in
16、 denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungZum Themengebiet Mikrogetriebe existiert kein all-gemein zusammenfassendes Werk in der Fachlitera-tur. Der VDI-Richtlinienausschuss A222 hat sich da-her z
17、um Ziel gesetzt, die Grundlagen zu Entwick-lung, Auslegung, Herstellung und Nutzung von Mi-krogetrieben in Form einer Richtlinie bereitzustellen.Die klassische Anwendung fr fein- und mikrotechni-sche Getriebe findet sich seit vielen Jahren in derUhrenindustrie. Dort werden jhrlich ber 10 Milliar-den
18、 Verzahnungsteile im Modulbereich m 0,3mmverbaut 1. Daneben entwickeln sich in den letztenJahren Anwendungen in immer kleineren Baugrenzur Bewegungsbertragung und zum Antrieb in vie-lerlei Bereichen des tglichen Lebens, der Automo-biltechnik, des Maschinenbaus, der Flugzeug- undRaumfahrtindustrie, d
19、er Medizintechnik und der Ro-botik. Die steigende Nachfrage nach Produkten derMikroantriebstechnik deutet auf eine prosperierendeZukunft fr diesen Industriezweig hin. Mit zuneh-mender Miniaturisierung steigen aber auch die Anfor-derungen derartiger Antriebselemente hinsichtlich ih-rer Herstellbarkei
20、t und Funktionalitten wie Leis-tungsdichte, Laufruhe, Positioniergenauigkeit oderLebensdauer. In den meisten Anwendungen werdenMikromotoren zur Erfllung dieser Anforderungenmit Mikrogetrieben gekoppelt und schaffen damit erstdie Voraussetzung fr eine groe Anwendungsband-Page9 Validation . . . . . .
21、. . . . . . . . . . . . . . 489.1 Microspecific component testing methods. 489.2 Function group check . . . . . . . . . . . 489.3 System testing . . . . . . . . . . . . . . . 49Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Preliminary noteThe content of this guideline has been developed ins
22、trict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe full text or of extracts.The use of this guideline
23、without infringement of cop-yright is permitted subject to the licensing conditionsspecified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de).We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.IntroductionNo works providing a general synoptic treatment ofthe topic of microge
24、ars can be found in the specialistliterature. For this reason VDI Guidelines CommitteeA222 has set itself the task of providing the basicprinciples of microgear development, design, fabrica-tion, and utilization in the form of a guideline.For many years the classic application for precision-and micr
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