Automatischer Entwurf und Konstruktion von unrunden Zahnradgetrieben zur Geschwindigkeitssteuerung von Viergelenk-Koppelpunkten

Krieger, Yannick ORCID; Laudahn, Simon; Baumgartner, Sebastian; Irlinger, Franz ORCID; Lüth, Tim

Der Vormarsch der additiven Fertigungsverfahren bietet auch viele Potentiale für den Mechanismenentwurf und deren Anwendung, da sie auf Abruf produziert werden können. Anstatt einen oft überdimensionierten Roboter zu verwenden und für einen spezifischen Anwendungsfall zu programmieren, können mit aufgabenspezifischen Mechanismen Bewegungsaufgaben oft wesentlich effizienter gelöst werden. Mechanismen bieten die Möglichkeit, bestimmte Bewegungskurven mit einer minimalen Anzahl von Freiheitsgraden zu erfüllen. Bei der Synthese ist es in der Regel möglich, Posen oder Positionen zu spezifizieren, die der Mechanismus erfüllen soll. Im Falle von Viergelenken ist es dabei typischerweise nicht möglich, zusätzlich das Geschwindigkeitsprofil für einen Koppelpunkt vorzugeben. Die Verwendung von Getriebestufen basierend auf unrunden Zahnrädern bieten hierbei die Möglichkeit, die Geschwindigkeit direkt zu beeinflussen. So können aufgabenspezifische Mechanismen in Kombination mit einfachsten Antrieben mit konstanter Geschwindigkeit realisiert und durch additive Fertigungsverfahren unmittelbar hergestellt werden.

The advance of additive manufacturing processes also offers many potentials for mechanism design and application, as they can be produced on demand. Instead of using an often unnecessarily complex robot and programming it for a particular purpose, task-specific mechanisms can often be used to solve motion tasks much more efficiently. Mechanisms offer the possibility to satisfy certain motion curves with a minimum number of degrees of freedom. During synthesis, it is usually possible to specify poses or positions to be fulfilled by the mechanism. It is not possible to specify a velocity profile additionally for the movement. However, the use of non-circular gears offers the possibility of controlling the speed. Task-specific mechanisms can thus be implemented in combination with simple drives of constant speed and directly be produced by means of additive manufacturing processes.

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Krieger, Y., Laudahn, S., Baumgartner, S., Irlinger, F., Lüth, T., 2021. Automatischer Entwurf und Konstruktion von unrunden Zahnradgetrieben zur Geschwindigkeitssteuerung von Viergelenk-Koppelpunkten. Siebte IFToMM D-A-CH Konferenz 2021. https://doi.org/10.17185/duepublico/74057
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