Beitrag zur Auslegung und Gestaltung einer innovativen Kreisbogen‐Stirnverzahnung
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Date
2019
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Abstract
In this thesis a novel frontally circular arc profiled coupling is examined. The aim is in the finding of basic attributes of the novel coupling, in the detection of relationships between shape and load-bearing capacity and in the developing of instructions to design the coupling. Starting with the general introduction of the novel frontally circular arc profiled coupling and the representation of the current state of knowledge to coupling technology, in the following parameter are defined, to describe the geometry of the frontally circular arc profiled coupling in a numerical way. After that, basics of mechanical engineering are used to determine relationships between the burden, the geometry and the stress of the coupling. By comparisons the effects of the geometric parameters on the capacity of the coupling are shown. In combination with the consideration of aspects of production engineering optimal settings for the parameters are worked out. As a result of the found relationships interim instructions are developed to design the coupling. In the following, the on theoretic relationships based calculation rules are evaluated with experiments. For that the calculated results are compared with the results of the trials. A concluding critical confrontation with the used method and the achieved results shows the potential for a continuation or development of the investigations in this thesis.
In der vorliegenden Arbeit wird eine neuartige Kreisbogen-Stirnverzahnung untersucht. Die Ziele bestehen in der Findung von grundlegenden Eigenschaften der Verzahnung, in der Detektion von Zusammenhängen zwischen Gestalt und Belastbarkeit und in der Entwicklung von Auslegungs- und Gestaltungsvorschriften. Beginnend mit der Vorstellung der allgemeinen Eigenschaften der neuartigen Kreisbogen-Stirnverzahnung sowie der Darstellung des gegenwärtigen Standes des Wissens zu mechanischen Verbindungstechniken werden zunächst Parameter definiert, um die Geometrie der Kreisbogen-Stirnverzahnung numerisch zu erfassen. Im Anschluss daran werden auf Grundlagen der Technischen Mechanik Zusammenhänge zwischen der Belastung, der Geometrie und den Beanspruchungen der Verzahnung auf deterministischem Wege hergeleitet. Anhand von Gegenüberstellungen werden die Auswirkungen der geometrischen Parameter auf die Verzahnungseigenschaften verdeutlicht und mit zusätzlicher Berücksichtigung von fertigungstechnischen Aspekten optimale Parametereinstellungen herausgearbeitet. Aus den Ergebnissen werden interimistische Gestaltungs- und Auslegungsvorschriften entwickelt. Anschließend werden die auf theoretischen Grundlagen erarbeiteten Berechnungsvorschriften mit Realversuchen evaluiert. Dazu erfolgt eine Gegenüberstellung der Berechnungsergebnisse mit den Ergebnissen aus den Experimenten. Eine abschließende kritische Auseinandersetzung mit der benutzten Vorgehensweise und den erzielten Resultaten zeigt Potenzial für eine Fortführung bzw. Erweiterung der in dieser Arbeit angestellten Untersuchungen auf.
In der vorliegenden Arbeit wird eine neuartige Kreisbogen-Stirnverzahnung untersucht. Die Ziele bestehen in der Findung von grundlegenden Eigenschaften der Verzahnung, in der Detektion von Zusammenhängen zwischen Gestalt und Belastbarkeit und in der Entwicklung von Auslegungs- und Gestaltungsvorschriften. Beginnend mit der Vorstellung der allgemeinen Eigenschaften der neuartigen Kreisbogen-Stirnverzahnung sowie der Darstellung des gegenwärtigen Standes des Wissens zu mechanischen Verbindungstechniken werden zunächst Parameter definiert, um die Geometrie der Kreisbogen-Stirnverzahnung numerisch zu erfassen. Im Anschluss daran werden auf Grundlagen der Technischen Mechanik Zusammenhänge zwischen der Belastung, der Geometrie und den Beanspruchungen der Verzahnung auf deterministischem Wege hergeleitet. Anhand von Gegenüberstellungen werden die Auswirkungen der geometrischen Parameter auf die Verzahnungseigenschaften verdeutlicht und mit zusätzlicher Berücksichtigung von fertigungstechnischen Aspekten optimale Parametereinstellungen herausgearbeitet. Aus den Ergebnissen werden interimistische Gestaltungs- und Auslegungsvorschriften entwickelt. Anschließend werden die auf theoretischen Grundlagen erarbeiteten Berechnungsvorschriften mit Realversuchen evaluiert. Dazu erfolgt eine Gegenüberstellung der Berechnungsergebnisse mit den Ergebnissen aus den Experimenten. Eine abschließende kritische Auseinandersetzung mit der benutzten Vorgehensweise und den erzielten Resultaten zeigt Potenzial für eine Fortführung bzw. Erweiterung der in dieser Arbeit angestellten Untersuchungen auf.
Description
Table of contents
Keywords
Kupplung, Verbindung, Verbindungselement, Verbindungsknoten, Stirnverzahnung, Plankerbverzahnung, Schürmann-Verzahnung, Maschinenbau, Stahlbau, Gerüstbau