Egal, ob Sie neu im Bereich der Konstruktion und Dimensionierung von Linearantriebssystemen sind oder einfach nur Ihr Wissen auffrischen möchten, wir haben alle Artikel, die die in Linearantriebssystemen verwendeten mechanischen Konzepte behandeln, zusammengetragen und hier als eine Art Nachschlagewerk für die Grundlagen der Lineartechnik zusammengestellt.

Im Gegensatz zu unseren kuratierten Artikellisten zur Dimensionierung und Auswahl spezifischer Produkte wie Kugelgewindetriebe behandeln die folgenden Artikel grundlegendere Themen wie Hertzsche Kontaktspannung, Torsion und den Unterschied zwischen Moment und Drehmoment. Auch wenn Sie nicht alle diese Aspekte in jedem Projekt zur Auslegung und Dimensionierung linearer Bewegungen benötigen, hilft Ihnen das Verständnis dieser Grundlagen, robustere und kostengünstigere Konstruktionsentscheidungen zu treffen.

Freiheitsgrade

Manche Mehrachsensysteme besitzen sechs Freiheitsgrade und sieben (oder mehr) Bewegungsachsen. Dieser Artikel erklärt den Unterschied zwischen „Bewegungsachsen“ und „Freiheitsgraden“ und warum dies von Bedeutung ist.

Kartesische versus Polarkoordinatensysteme

Bei linearen Bewegungen verwenden wir üblicherweise das kartesische Koordinatensystem, doch einige Anwendungen – insbesondere solche mit Knickarmrobotern – nutzen das Polarkoordinatensystem. In diesem Artikel zu den Grundlagen linearer Bewegungen erklären wir die Funktionsweise der beiden Koordinatensysteme, die Unterschiede zwischen ihnen und wie man zwischen ihnen umrechnet.

Drehmoment oder Moment – ​​was will ich?

Eine Kraft, die über einen bestimmten Abstand wirkt, kann ein Moment oder ein Drehmoment erzeugen. Ein Moment ist statisch, während ein Drehmoment eine Rotation eines Bauteils bewirkt. Daher ist es wichtig, den Unterschied zwischen beiden und ihre jeweiligen Ursachen zu kennen.

Rollen, Nicken und Gieren

Rotationskräfte werden, je nach Drehachse, als Roll-, Nick- und Gierkräfte definiert. Bei Linearführungen können Roll-, Nick- und Gierkräfte zu Durchbiegungen und Bewegungsfehlern führen.

Hertzsche Kontaktspannungen

Wenn zwei Oberflächen mit unterschiedlichen Radien in Kontakt kommen und eine Last aufgebracht wird, bildet sich eine sehr kleine Kontaktfläche, und die Oberflächen erfahren Hertzsche Kontaktspannungen, die einen erheblichen Einfluss auf die dynamische Tragfähigkeit und die L10-Lebensdauer eines Lagers haben.

Ballkonformität

Die Lage und Form der Kontaktfläche zwischen einer Kugel (oder Rolle) und einer Laufbahn wird durch den Grad der Oberflächenkonformität bestimmt. Das Verständnis der Kugelkonformität ist wichtig, da sie eng mit der Hertzschen Kontaktspannung zusammenhängt, der ein Lager ausgesetzt ist.

Differentialschlupf

Da die Kontaktfläche zwischen einer tragenden Kugel (oder Rolle) und ihrer Laufbahn eine Ellipse ist, variiert die Geschwindigkeit an verschiedenen Punkten entlang der Kontaktfläche, wodurch die Kugel oder Rolle Schlupf statt einer reinen Rollbewegung erfährt. Dieser unterschiedliche Schlupf steht in direktem Zusammenhang mit Reibung, Wärmeentwicklung und Lagerlebensdauer.

Tribologie: Reibung, Schmierung und Verschleiß

Schmierung trägt zur Reduzierung der Reibung in Linearlagern bei, die die Hauptursache für Verschleiß und in vielen Fällen auch für Ausfälle ist. Die Tribologie befasst sich mit Reibung, Schmierung und Verschleiß und erklärt die komplexen Zusammenhänge zwischen diesen Faktoren.

Stress und Belastung

Zug- und Druckbelastungen in linearen Bewegungssystemen führen zu Spannungen und Dehnungen in den Werkstoffen. Diese Zusammenhänge sind besonders wichtig für Bauteile wie Verbindungselemente, die ihre Streckgrenze oder Zugfestigkeitsgrenze erreichen können, bevor andere Schäden im System auftreten.

Steifigkeit und Durchbiegung

Durchbiegungen in linearen Bewegungssystemen können zu Fehlausrichtungen von Bauteilen, übermäßigen Kräften sowie vorzeitigem Verschleiß und Ausfall führen. In diesem Artikel untersuchen wir den Zusammenhang zwischen Steifigkeit und Durchbiegung eines Materials und den Unterschied zwischen Steifigkeit und Festigkeit.

Torsion

Wellen von Kugelgewindetrieben, Riemenscheiben, Getrieben und Motoren können erheblichen Torsionskräften ausgesetzt sein, die zu Scherspannungen und Scherverformungen in der Welle führen. Dieser Artikel erläutert die Auswirkungen von Scherspannungen und Scherverformungen und zeigt, wie man den Zeitpunkt der Streckgrenze einer Welle bestimmen kann.

Materialhärte

Die Härte einer Welle oder Lagerfläche spielt eine entscheidende Rolle für deren Belastbarkeit und Lebensdauer. In diesem Artikel erläutern wir die verschiedenen Methoden zur Prüfung und Bestimmung der Härte.

Trägheit versus Impuls

Zwei häufig synonym verwendete Begriffe in der Linearbewegung sind „Trägheit“ und „Impuls“, die jedoch unterschiedliche Auswirkungen auf die Systemleistung haben. Dieser Artikel zu den Grundlagen der Linearbewegung erläutert den Unterschied zwischen ihnen und ihre jeweilige Anwendung bei der Auslegung und Dimensionierung von Linearbewegungen.