Ganz gleich, ob Sie noch keine Erfahrung mit dem Entwerfen und Bemessen von Linearbewegungssystemen haben oder ob Ihnen eine Auffrischung gut tut: Wir haben alle Artikel zu den in Linearbewegungssystemen verwendeten mechanischen Konzepten gesammelt und sie hier als eine Art Nachschlagewerk zu den „Grundlagen der Linearbewegung“ zusammengestellt.

Im Gegensatz zu unseren kuratierten Artikellisten, die sich mit der Dimensionierung und Auswahl bestimmter Produkte wie Kugelumlaufspindeln befassen, behandeln die folgenden Artikel grundlegendere Themen wie Hertz-Kontaktspannung, Torsion und den Unterschied zwischen Moment und Drehmoment. Auch wenn Sie diese möglicherweise nicht alle in jedem Linearbewegungs-Design- und Dimensionierungsprojekt verwenden, kann Ihnen das Verständnis dieser grundlegenden Konzepte dabei helfen, robustere und kostengünstigere Designentscheidungen zu treffen.

Freiheitsgrade

Manche Mehrachsensysteme können sechs Freiheitsgrade und sieben (oder mehr) Bewegungsachsen haben. Dieser Artikel erklärt den Unterschied zwischen „Bewegungsachsen“ und „Freiheitsgraden“ und warum er wichtig ist.

Kartesische und polare Koordinatensysteme

Bei linearen Bewegungen wird üblicherweise das kartesische Koordinatensystem verwendet. Einige Anwendungen – insbesondere bei Gelenkrobotern – nutzen jedoch das Polarkoordinatensystem. In diesem Artikel zu den Grundlagen linearer Bewegungen erklären wir die Funktionsweise der einzelnen Koordinatensysteme, ihre Unterschiede und die Umrechnung von einem System in das andere.

Moment oder Drehmoment – ​​was möchte ich?

Eine über eine Distanz ausgeübte Kraft kann ein Moment oder ein Drehmoment erzeugen. Ein Moment ist statisch, während ein Drehmoment eine Komponente rotieren lässt. Daher ist es wichtig, den Unterschied zwischen beiden und ihre Ursachen zu kennen.

Rollen, Nicken und Gieren

Rotationskräfte werden als Roll-, Nick- und Gierkräfte definiert, basierend auf der Achse, um die sich das System dreht. Bei Linearführungen können Roll-, Nick- und Gierkräfte zu Auslenkungen und Bewegungsfehlern führen.

Hertz-Kontaktspannungen

Wenn zwei Oberflächen mit unterschiedlichen Radien in Kontakt sind und eine Last aufgebracht wird, entsteht ein sehr kleiner Kontaktbereich und die Oberflächen erfahren Hertz-Kontaktspannungen, die erhebliche Auswirkungen 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 die Konformität der Oberflächen bestimmt. Das Verständnis der Kugelkonformität ist wichtig, da sie eng mit der Hertz-Kontaktspannung eines Lagers zusammenhängt.

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 eher rutscht als rollt. Dieser unterschiedliche Schlupf steht in direktem Zusammenhang mit Reibung, Wärmeentwicklung und Lagerlebensdauer.

Tribologie: Reibung, Schmierung und Verschleiß

Schmierung trägt dazu bei, die Reibung in Linearlagern zu reduzieren, 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 Materialien. Diese Konzepte sind besonders wichtig für Komponenten 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 Komponenten, übermäßigen Kräften sowie vorzeitigem Verschleiß und Ausfall führen. In diesem Artikel untersuchen wir, wie Steifigkeit und Durchbiegung eines Materials zusammenhängen und wie sich Steifigkeit von Festigkeit unterscheidet.

Torsion

Wellen von Kugelumlaufspindeln, Riemenscheiben, Getrieben und Motoren können erheblicher Torsion ausgesetzt sein, die zu Scherspannungen und Scherdehnungen in der Welle führt. Dieser Artikel erläutert die Auswirkungen von Scherspannungen und Scherdehnungen und zeigt, wie man erkennt, wann eine Welle nachgibt.

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 Dynamik

Zwei häufig verwendete Begriffe in der linearen Bewegung sind „Trägheit“ und „Impuls“, die sich jedoch unterschiedlich auf die Leistung eines Systems auswirken. Dieser Artikel zu den Grundlagen der linearen Bewegung erklärt den Unterschied zwischen beiden und ihre Anwendung bei der Konstruktion und Dimensionierung linearer Bewegungen.