Axialschub an nadelgelagerten Stützrollen
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
Kurzfassung
Mit Hilfe von ebenen Kurvengetrieben lassen sich komplexe Bewegungsabläufe generieren.
Dazu wird eine rotierende Kurvenscheibe von einem Eingriffsglied abgetastet. Um
den Kontakt zwischen Kurvenscheibe und Eingriffsglied reibungs- und verschleißarm zu
gestalten, kommen u. a. nadelgelagerte Stützrollen zum Einsatz. Liegt zwischen den Rotationsachsen
der Kontaktpartner ein Winkelversatz vor, werden Axialkräfte generiert, die
im System abgestützt werden müssen.
In der vorliegenden Arbeit werden grundlegende Untersuchungen zum Axialschubverhalten
nadelgelagerter Stützrollenkontakte vorgestellt. Dazu wird das System auf einen idealisierten
Fall reduziert, in dem die Kurvenscheibe kreiszylindrisch ausgeführt ist. Auf Basis
dieses Modellfalls werden sowohl experimentelle Untersuchungen als auch Mehrkörpersimulationen
(MKS) durchgeführt, um die Einflüsse der Randbedingungen auf das Axialschubverhalten
zu zeigen.
Für die experimentellen Untersuchungen kommt ein Prüfstand zum Einsatz, der die Einstellung
definierter Winkelfehler im Scheibe-Rolle Kontakt ermöglicht. Es werden die Axialkräfte
an verschiedenen Rollentypen ermittelt.
Die Simulationsmodelle basieren auf den am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik
der Technischen Universität Kaiserslautern etablierten MKS Modellen zur
Wälzlagersimulation. Zur detaillierten Analyse der am Prüfstand beobachteten Zusammenhänge
werden die vorhandenen Modelle u. a. um Elemente zur Abbildung von Axialkontakten
erweitert. Zudem wird ein Verfahren vorgestellt, das die experimentellen Ergebnisse
als Datenbasis zur Ermittlung der Mischreibungsparameter nutzt.
Die erzielten Ergebnisse sind plausibel. Es zeigt sich eine gute Übereinstimmung zwischen
Experiment und Simulation. Darüber hinaus werden mit Hilfe der MKS die Ursachen
experimenteller Beobachtungen aufgezeigt. Durch die parallele Auswertung des
Scheibe-Rolle Kontaktes und der Dynamik der Nadellagerung wird das Betriebsverhalten
ganzheitlich erläutert.
II
Abstract
Complex motion sequences can be generated by plane cam gears. For this purpose, a
follower rides on a rotating cam disk. Needle bearing yoke type track rollers are used
to ensure low-friction and low-wear contact between the cam and the follower. If there
is an angular offset between the rotational axes of the contact partners, axial forces are
generated, that must be supported in the system.
This thesis presents fundamental investigations of the axial thrust behavior of yoke type
track roller contacts with needle bearings. Therefore, the system is reduced to an idealized
case with a cylindrical cam disk profile. Based on this model case, both experimental
investigations and multi-body simulations (MBS) are carried out, in order to show the
influences of the boundary conditions on the axial thrust behavior.
For the experimental investigations, a test rig is used which allows to operate the discroller
contact under defined angular errors. The axial forces of different roller types are
determined.
The simulation models are based on the MBS models for rolling bearing simulation established
at the Chair for Machine Elements, Gears, and Transmissions at the Technische
Universität Kaiserslautern. For a detailed analysis of the phenomena observed on the
test rig, the existing models are extended by elements for the calculation of axial contacts,
among others. In addition, a method to determine the mixed friction parameters is
presented. They are derived from the database of the experimental results.
The results obtained in the investigations are plausible. A good agreement between experiment
and simulation was found. Furthermore, the root cause of phenomena observed
in the experiments can be explained by MBS. The parallel evaluation of the disc-roller
contact and the dynamics of the needle roller bearing provides a holistic explanation of
the operating behavior.weiterlesen
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