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Schwingungen mechanischer Antriebssysteme: Modellbildung, by Hans Dresig

By Hans Dresig

Das Buch bietet systematische Methoden zur Modellbildung von Antriebssystemen. Es erläutert diese sowohl grundsätzlich als auch speziell am Beispiel von Kranen, Rotorsystemen, Textilmaschinen, Druckmaschinen, Schneidemaschinen, KFZAntrieben, Bohrhämmern und Vibrationsmaschinen. Behandelt werden Schwingungsprobleme der Baugruppen von Maschinen, wie z.B. Motoren, Kupplungen, Zahnrad-, Ketten-, Riemen-, Schubkurbel- und Planetengetriebe. Dabei werden reale Parameterwerte von Trägheiten, Steifigkeiten und Dämpfungen sowie Ergebnisse von Schwingungsmessungen berücksichtigt.

Die Autoren gehen u.a. auf folgende Themen ein: Eigenfrequenzen und Eigenbewegungen regulärer Strukturen und deren Beeinflussung, Stabilitätsbedingungen, erzwungene Torsionsschwingungen in Fahrzeugantrieben, Schwingungen beim Anfahren und Bremsen von Maschinenantrieben, Resonanzdurchlauf von Rotoren, parameter- und selbsterregte Schwingungen (z.B. in Schneckengetrieben), optimale Positionierbewegungen, Maßnahmen zum Massen- und Leistungsausgleich, zur Schwingungsverminderung und Bedingungen für die Selbstsynchronisation von Unwucht-Erregern.

Für die three. Auflage wurde das Buch aktualisiert und wesentlich erweitert um Abschnitte zu Torsionsschwingungen im KFZ-Antriebsstrang, zu Vibrationsförderern und zu nichtlinearen, insbesondere reibungserregten Schwingungen.

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5 Zur zweckmäßigen Modellbildung. 3 Zur Vermeidung „steifer“ Systeme Bei der Modellbildung mechanischer Systeme werden manchmal „vorsichtshalber“ die Federsteifigkeiten aller elastischen Elemente berücksichtigt, auch wenn deren Größe sich voneinander stark unterscheidet. Man argumentiert, dass es korrekter sei, die harten Federn von Anfang an nicht zu vernachlässigen, denn man könne sie später mit mehreren Zehnerpotenzen auf nahezu unendlich erhöhen, dann erhalte man das Ergebnis auch für die starre Kopplung an der Stelle, wo eine harte Feder im Modell vorhanden ist.

Die Anzahl (K − ) unabhängiger Kennzahlen ist problemspezifisch und bleibt erhalten. Die in der Maschinendynamik und Antriebsdynamik benutzten Ähnlichkeitskennzahlen werden selten mit π i bezeichnet. Sie sind als Dämpfungsgrad D, Abstimmungsverhältnis η, bezogene Zeit τ, Eigenwert λ, Schwingbeiwert ψ, bezogene Koordinate, Steifigkeitsverhältnis, Sommerfeldzahl (in der Lagertheorie) u. a. bekannt. Jedem Bearbeiter wird empfohlen, die analytischen Rechnungen weitgehend mit dimensionsbehafteten Parametern durchzuführen, um während der Rechnung mehr Kontrollmöglichkeiten zu haben.

2 Elastisches Abtriebsglied mit Spiel Das elastische Abtriebsglied mit Spiel (Fall 2 in Tab. 7) ist ein Sonderfall des in Abb. 7 dargestellten Systems mit zwei Freiheitsgraden, bei dem auch die Motorkennlinie berücksichtigt wird. Hier werden die Modellgleichungen des in Abb. 7 skizzierten Antriebssystems in 3 Formen dargestellt: Mit Absolutkoordinaten, mit Relativkoordinaten und mit dimensionslosen Kenngrößen, vgl. auch Abb. 16a. Dabei sollen sowohl die Methoden zu Abb. 7 Schubkurbelgetriebe mit Spiel im Abtrieb (l Länge der ungespannten Feder) .

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