Technische Mechanik

Flächenträgheitsmoment & Widerstandsmoment

https://www.johannes-strommer.com/rechner/flaechentraegheitsmoment-widerstandsmoment-querschnittsflaeche/

Das Widerstandsmoment ist die zentrale Kenngröße bei der Berechnung von Verformungen. Es ist unabhängig vom Material und bezieht sich rein auf die Geometrie des belasteten Körpers.

Durchbiegung am Balken

Um die Durchbiegung eines Körpers zu berechnen benötigt man zudem noch den E-Modul des Materials aus dem der Körper besteht.

https://www.johannes-strommer.com/rechner/balkenberechnung/

Knicken von Stäben

https://de.wikipedia.org/wiki/Knicken https://www.johannes-strommer.com/rechner/knicken-von-staeben-euler/

Knicken bedeutet in der Technischen Mechanik, dass auf Druck belastete Stäbe seitlich ausweichen und versagen. Euler hat sich als erster damit beschäftigt und bis heute klassifiziert man das Verhalten von Stäben unter Druck nach den Eulerfällen.

Steifigkeit

https://de.wikipedia.org/wiki/Steifigkeit

Steifigkeit ist in der Technischen Mechanik die Eigenschaft eines Körpers Widerstand gegen die elastische Verformung durch äußere Belastungen aufzubringen.

Steifigkeit unterteilt man in diese Klassen: - Dehnsteifigkeit - Schubsteifigkeit - Biegesteifigkeit - Plattensteifigkeit - Torsionssteifigkeit

Fachwerk

https://de.wikipedia.org/wiki/Fachwerk https://www.studyhelp.de/online-lernen/mechanik/fachwerk-berechnen/

Mechanik

Antriebstechnik

https://www.konstruktionsatlas.de/index.shtml

Motor

https://de.wikipedia.org/wiki/Motor

Die am häufigsten vorkommenden Typen sind diese:

• Wechselstrommotoren (AC)
  • https://de.wikipedia.org/wiki/Wechselstrommotor
• Gleichstrommotoren (DC)
  • https://de.wikipedia.org/wiki/Gleichstrommaschine
• Bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC)
  • https://de.wikipedia.org/wiki/B%C3%BCrstenloser_Gleichstrommotor
• Schrittmotoren
  • https://de.wikipedia.org/wiki/Schrittmotor

Eine Besonderheit ist der Linearmotor: https://de.wikipedia.org/wiki/Linearmotor

Kraftübertragung

Zahnrad

https://de.wikipedia.org/wiki/Zahnrad

Ein Zahnrad hat über seinen Umfang gleichmäßig verteilte Zähne und greift mit diesen in ein, oder mehrere andere Zahnräder. Meistens haben die ineinandergreifenden Zahnräder unterschiedliche Durchmesser um eine Übersetzung der Kraft zu erreichen. Hier wird je nach Größenunterschied eine Verstärkung der Kraft mit gleichzeitiger Verringerung der Umdrehungsgeschwindigkeit, oder eine Verringerung der Kraft mit gleichzeitiger Erhöhung der Geschwindigkeit erreicht.

Verstärkung der Kraft: Kleines Antriebsrad auf größeres Abtriebsrad Erhöhung der Geschwindigkeit: Großes Antriebsrad auf kleines Abtriebsrad

Zahnräder gibt es in vielen Ausführunge, die gängigsten sind diese:

• Stirnrad
• Kegelrad
• Schneckenrad und Schnecke
• Zahnstange

Die Verzahnung kann bei Stirn- und Kegelrädern gerade, schräg oder auch gekrümmt sein. Desweiteren ist die Form der Zähne auf die unterschiedlichen Anwendungsfälle hin optimiert.

Stirnräder haben parallele Achsen. Kegelräder lenken einen Antriebsstrang um einen definierten Winkel in eine andere Richtung. Meistens 90 Grad.

Zahnriemen

https://de.wikipedia.org/wiki/Zahnriemen

Zahnriemen haben wie Zahnräder gleichmäßig verteilte Zähne. Sie dienen zur Kraftübertragung zwischen zwei Zahnriemenscheiben. Sie werden auch Synchronriemen genannt.

Zahnriemen und Zahnriemenscheibe müssen immer das selbe Zahnprofil haben. Es gibt verschiedene Zahnprofile für unterschiedliche Anwendungen.

Kette

https://de.wikipedia.org/wiki/Kette

Ketten werden auch zur Kraftübertragung genutzt. Das bekannteste Beispiel ist wohl die Fahrradkette. Dieser Typ Kette wird auch beim Motorrad und auch in Verbrennungsmotoren zur Steuerung der Ventile genutzt.

Kardanwelle

https://de.wikipedia.org/wiki/Kardanwelle

Die Kardanwelle ist eine Gelenkwelle, welche einen Knick im Anstriebsstrang ermöglicht. Sie ist in fast jedem Fahrzeug zu finden um die Kraft vom Motor auf die angetriebene Achse zu übertragen.

Lineartechnik

Gewindespindel

https://de.wikipedia.org/wiki/Gewindespindel

Die Gewindespindel dient dazu eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzusetzen. Sie wird häufig in CNC Maschinen benutzt um die verschiedenen Achsen anzutreiben. Es gibt sie in verschiedenen Profilarten und Ausführungen.

Sie können auch als Alternative für Hydraulik- oder Pneumatikzylinder benutzt werden.

Pneumatikzylinder

https://de.wikipedia.org/wiki/Pneumatikzylinder

Ein Pneumatikzylinder führt eine lineare Bewegung mit Druckluft aus. Es gibt verschiedene Arten. Die gängisten sind Einfachwirkende und Doppelwirkende Zylinder. Beim Einfachwirkenden Zylinder stellt eine Feder den Zylinder in seine Ausgangsposition zurück. Bei Doppelwirkenden Zylinder werden Ausfahren und Einfahren durch Druckluft betätigt.

Hydraulikzylinder

https://de.wikipedia.org/wiki/Hydraulikzylinder

Das gleiche Prinzip wie beim Pneumatikzylinder, nur wird hier nicht Druckluft benutzt, sondern Hydraulikflüssigkeit. Der Vorteil liegt in der Inkompressibilität von Flüssigkeiten im Gegensatz zu Gasen. Mit Hydraulik können wesentlich höhere Kräfte und eine höhere Präzision erreicht werden.

Siebdruckmaschine

Daniel Weinaus

Bau einer Siebdruckmaschine angetrieben durch eine einzige Bewegung