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3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikVortragstitel g
Entwurf und Auslegung eines neuen
g
nichtlinearen Antriebskonzeptes mittels Creo™ Elements/Pro™
Referent: Dipl.‐Ing. D. Denninger
Co‐Autoren: Prof. Dr.‐Ing. M. Berger, Dipl.‐Ing. Andreas Heineg g , p g
Technische Universität ChemnitzInstitut für Fertigungstechnik / SchweißtechnikInstitut für Fertigungstechnik / SchweißtechnikProfessur Montage- und HandhabungstechnikTechnische Universität Chemnitz 09107 Chemnitz
Folie 1Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
www.tu-chemnitz.de/mb/MHT www.mocad.info
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikAgenda g
1 Einleitung – Rundflechten
g
1. Einleitung Rundflechten
2. Schritte der Getriebeauslegung
3. Manipulation von Bewegungsverläufen mittels
V h lt t i bVorschaltgetriebe
4. Integrierte FEM-Analyse einzelner Bauteile
5. Zusammenfassung und Ausblick
Folie 2Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikEinleitung – Rundflechten gg
Flechtprodukte einer Rundflechtmaschine
Schlauch und Kabelarmierung – Flechten Cinch - Kabel
• für Schläuche mit Textil und Stahlgeflecht für Nieder- und HochdruckschläucheNieder und Hochdruckschläuche
• für Kabel mit Cu – Textil – und Stahlgeflecht, als Außenleiter ( Koaxial ) und zur Verstärkung
Folie 3Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikEinleitung – Rundflechten gg
Schnellflechtmaschinen System „Horn“
• Flechtvorgang in gedachter Hohlkugel
• Mittelpunkt der Kugel ist der Flechtpunkt
• Spulenträger (Fadenspeicher) kreisen auf r• Spulenträger (Fadenspeicher) kreisen aufeinem Breitengrad auf der Kugeloberfläche um den Flechtpunkt
• jeder Faden hat somit vom Spulenträger bis
Flechtpunkt
• jeder Faden hat somit vom Spulenträger bis zum Flechtpunkt die gleiche Länge (Kugelradius)
• dadurch stellt sich ein kontinuierlicher und gleichmäßiger Fadenablauf ein (Geflechtsqualität)gleichmäßiger Fadenablauf ein (Geflechtsqualität)
• beim Flechtvorgang laufen die Schussfäden in entgegengesetzter Richtung der Kettfäden
• die Schussfäden bewegen sich auf einem Breitengrad, während die Kettfäden von einem höher gelegenen zu einemtiefer gelegenen Breitengrad um den Schussfaden-Breitengrad auf – undabschwingen ( Kreuzung der Fäden um Geflecht entstehen zu lassen )
Folie 4Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
abschwingen ( Kreuzung der Fäden um Geflecht entstehen zu lassen )
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikEinleitung – Rundflechten gg
Prinzip der Rundflechtmaschinen
HebelflechtmaschineUmlaufradflechtmaschine
Spulenumlauf = RotordrehzahlEine feststehende Kurvenbahn führt den Faden der unteren Spulenträger über die oberen.Der Kurvenverlauf entspricht einer Sinuskurve.
Spulenumlauf = RotordrehzahlEin Umlaufzahnrad führt den Faden der unteren Spulenträger über die oberen.Der Kurvenverlauf entspricht einer Zykloide.
Folie 5Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
p
Bindung: 2 über 2
p y
Bindungen: 1 über 1, 1 über 2, 1 über 3
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikSchritte der Getriebeauslegung gg g
Ganzheitliche Getriebeauslegung
Ideen Referenzen
Mathcad
Ideen, Referenzen, Patente, Entwürfe, …
Machbarkeitsstudien MathcadMachbarkeitsstudien, Maßsynthese,
Entwurfsanalyse
Creo™ Elements/Pro™
Detaillierung, Dimensionierung und
konstruktives Gesamtlayout
Simulation (MKS, FEM), Digital Mock Up (DMU)
MathcadVirtuelle Prototypen (HiL/SiL –Simulationen)
Folie 6Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
Realer Prototyp / reales Getriebe [Quelle: M. Berger: Ganzheitliche Getriebeauslegung Teil 1, 2008, PTC Anwendertreffen]
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikSchritte der Getriebeauslegung gg g
Problembeschreibung - Hebelflechtmaschine
Abzug – Endprodukt : Kabel mit Geflecht
Abzug – Endprodukt : Kabel mit Geflecht
Fadenhebel
Erforderliche Handhabung des KettfadensErforderliche Handhabung des Kettfadens
Nutkurvenring
Folie 7Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
[Quelle: Fa. Lapp Kabel]
Nutkurvenring
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikSchritte der Getriebeauslegung gg g
Strukturauswahl
Schubkurbelkette (3D,1S)Schubkurbelkette (3D,1S)
Folie 8Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikSchritte der Getriebeauslegung g
Bewegungsaufgabe
g g
Übertragungsgetriebe (ÜG) (Punkt-) Führungsgetriebe (FG)
Hub / Fadenlegerweg
Folie 9Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikSchritte der Getriebeauslegung g
Bewegungsaufgabe
g g
(Punkt-) Führungsgetriebe (FG)Übertragungsgetriebe (ÜG)
Verlegekurve des Kettfadens:
• Führungsbahn des Kettfadens• Führungsbahn des Kettfadens• Verlegepunkt einer Getriebestruktur beschreibt die Bahn beim Verlegen• Berücksichtigung der vorherrschenden geometrischen Randbedingungen• Überlagerung von Rotation und Translation
Folie 10Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
• Nötige Rotation über den Rotor der Kettfadenkonstruktion• Erforderliche Translation durch Getriebestruktur auf dem Rotor
SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikSchritte der Getriebeauslegung g
Übertragungsfunktion 0 Ordnung
Bewegungsaufgabe
g g
250
Übertragungsfunktion 0. OrdnungNutkurvengetriebePro/Engineer:
• Vereinfachtes Modell mitgeom Randbedingungen
150
200
weg
in m
mgeom. Randbedingungen• Zylindrische Anordnung• Servomotor für Rotation• Servomotor für Translation
Spielraum
50
100
aden
lege
rw• Spurkurve zur Visualisierung/Auswertung
0
50
0 15 30 45 60 75 90
FaSkizzenteil Spielraum
0 15 30 45 60 75 90
Antriebswinkel am Kettfadenkarussell in Grad
Segmente mit Spulenträgern
Folie 11Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
Segmente mit Spulenträgern
Schussfadenplatte
SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikSchritte der Getriebeauslegung g
Bewegungsaufgabe
g g
Folie 12Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikSchritte der Getriebeauslegung g
Übertragungsfunktion 0 Ordnung
g g
Fadenlegerweg mit zentrischer Schubkurbel
250
mm
Übertragungsfunktion 0. OrdnungNutkurvengetriebe / Schubkurbel
200
gerw
egin
m
100
150
Fade
nleg Ab Auf
50
100
00 15 30 45 60 75 90
Folie 13Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
Antriebswinkel am Kettfadenkarussell in Grad
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikElliptisches Zahnradpaar als Vorschaltgetriebe gp p g
Antriebsschema
SchussfadenSchussfaden
Hebelflechtmaschine Type N + G + S Entwicklung
SchussfadenSchussfaden
Planetengetriebe(Ri h k h )
SchussfadenKarussell
Planetengetriebe(Ri h k h )
SchussfadenKarussell
Planetengetriebe( )
SchussfadenKarussell
Planetengetriebe( )
SchussfadenKarussell
(Richtungsumkehr)(Richtungsumkehr) (Richtungsumkehr)
Schubkurbel
(Richtungsumkehr)
Schubkurbel
Kettfaden Nutkurve
Fadenhebel
Kettfaden Nutkurve
Fadenhebel
Kettfaden ?Kettfaden Vorschalt-
Hauptantrieb
Karussell Nutkurve
Hauptantrieb
Karussell Nutkurve
Hauptantrieb
Karussell ?
Hauptantrieb
Karussell getriebe
Folie 14Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
HauptantriebHauptantrieb HauptantriebHauptantrieb
SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikElliptisches Zahnradpaar als Vorschaltgetriebe gp p g
Erzeugen eines nichtlinearen Bewegungsverlaufes
• Übertragungsfunktion 0. Ordnung mit Schubkurbel näherungsweise nachgebildet
Vorschaltgetriebe
• Anpassen des Bahnverlaufes an spezielle geometrische Randbedingungen
• mathematisch definierte Optimierung der Antriebslösung „Schubkurbel“ mithilfe eines Vorschaltgetriebes
• Kurbel mit nichtlinearer Bewegungsfunktion antreiben
• 90 Grad Antriebswinkel am Kettfadenkarussell entsprechen 360 Grad Antriebswinkel an der Kurbel
• Erforderlich sind zwei Bereiche erhöhter Geschwindigkeit, jeweils bei der auf- und ab Bewegung der Verlegeeinheit
• Gesucht ist eine fortlaufende ungleichmäßige Abtriebsbewegung
Folie 15Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
• Gesucht ist eine fortlaufende, ungleichmäßige Abtriebsbewegungdes Vorschaltgetriebes zum Antrieb der Kurbel
SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikElliptisches Zahnradpaar als Vorschaltgetriebe g
Strukturauswahl des Vorschaltgetriebes
p p g
Doppelkurbel AntiparallelkurbelUmlaufende Kurbelschleife
Folie 16Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikElliptisches Zahnradpaar als Vorschaltgetriebe g
Übertragungsfunktion 0. Ordnung
Übertragungsfunktion der Kurbel
p p g
400
Übertragungsfunktion 0. OrdnungKurbel
300
350
in G
rad Kurbelantrieb
linear
200
250
kel K
urbe
l
100
150
btrie
bsw
ink
Kurbelantrieb mit elliptischem Zahnradpaar
0
50
Ab p
Folie 17Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
0 90 180 270 360
Antriebswinkel Kurbel in GradSAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikElliptisches Zahnradpaar als Vorschaltgetriebe g
Übertragungsfunktion 0. OrdnungFadenlegerweg mit Vorschaltgetriebe
p p g
250
mm
g g gSchubkurbel
200
gerw
eg in
100
150
Fade
nleg
50
100
00 90 180 270 360
Folie 18Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
Antriebswinkel an der Kurbel
SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikElliptisches Zahnradpaar als Vorschaltgetriebe gp p g
Folie 19Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikElliptisches Zahnradpaar als Vorschaltgetriebe gp p g
Folie 20Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurvengetriebe als Vorschaltgetriebe g
Übertragungsfunktion 0. Ordnung
Übertragungsfunktion der Kurbel
g g
400
Übertragungsfunktion 0. OrdnungKurbel
300
350
in G
rad Kurbelantrieb
linear
200
250
kel K
urbe
l
100
150
btrie
bsw
ink
Kurbelantrieb mit Vorschaltgetriebe
0
50
Ab Vorschaltgetriebe
KurvengetriebeKurvengetriebe
Folie 21Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
0 90 180 270 360
Antriebswinkel Kurbel in GradSAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurvengetriebe als Vorschaltgetriebe g
www.mocad.info
g g
Folie 22Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurvengetriebe als Vorschaltgetriebe g
Bewegungsdesign mit MOCAD
g g
Erzeugung einer optimierten Bewegungsfunktion durch interaktives Bewegungsdesigninteraktives Bewegungsdesign freie Manipulation von Stützpunkten
Einsatz der Automatischen Polynominterpolationzwischen den Stützpunkten unter Vorgabe entsprechender Randwerte
Folie 23Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurvengetriebe als Vorschaltgetriebe g
Berechnung der ebenen K h ib t i d h
Bewegungsdesign mit MOCAD
g g
Kurvenscheibengeometrie durch Vorgabe der Getriebe-Hauptabmessungen
Direkte Berechnung von kinetostaischen Analysewerten durch Vorgabe von Drehzahl und äußeren Belastungen
Folie 24Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
äußeren Belastungen
Exportfunktionalität ermöglich die Übertragung der Kurvenscheibendaten an CREO als .ibl Datei
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurvengetriebe als Vorschaltgetriebe g
• Der Aufbau des CREO-Simulationsmodells aus der importierten IBL-Geometrie bietet den Vorteil der
IBL-Geometrie zum Austausch als Creo-Simulationsmodell
g g
Der Aufbau des CREO Simulationsmodells aus der importierten IBL Geometrie bietet den Vorteil der Aktualisierbarkeit durch ATB (Associative Topology Bus).
• Alle Konstruktionselemente und Simulations-KEs bleiben beim Austausch der Kurvenkontur erhalten, da die ID des KEs nicht verändert wird.
Folie 25Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurbelschwinge als Vorschaltgetriebe g
Übertragungsfunktion 0. Ordnung
Übertragungsfunktion der Kurbel
g g
400
Übertragungsfunktion 0. OrdnungKurbel
300
350
in G
rad Kurbelantrieb
linear
200
250
kel K
urbe
l
100
150
btrie
bsw
ink
Kurbelantrieb mit
0
50
Ab Kurbelantrieb mit
Vorschaltgetriebe Kurbelschwinge
Folie 26Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
0 90 180 270 360
Antriebswinkel Kurbel in GradSAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurbelschwinge als Vorschaltgetriebe g
Skelett – Modell für die quantitative Synthese
g g
• Skelett-Modelle erfassen Konstruktionsabsicht und Produktstruktur• Die hinterlegten Informationen sind Masterdefinitionen für Geometrien• Änderungen wirken sich auf die Komponenten aus
Steuerbare Informationen• Produktstruktur• Position von Schnittstellen und 3D Größenansprüche
V bi d d M h i• Verbindungen und Mechanismen
Motion-Skelett • definiert Bewegungen von Körpern
Konstruktionsskelett
• ist eine Unterbaugruppe der aktiven Baugruppe• enthält relativ zueinander bewegliche
Skelettkörper wie die Körper der Baugruppe sich bewegen sollen
vorhandenes Skelett oder Skizze
SkelettkörperKomponenten erzeugt aus Körperskelett
• ermöglicht die konzeptionelle Konstruktion zu erfassen und die Kinematik zu testen
Folie 27Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger
Randbedingungssätze Definieren die kinematischen Zusammenhänge
SAXSIM 19.04.2011
[Quelle: A. Heine: Kinematische Analyse ebener und räumlicher Getriebestrukturen mit Hilfe von Motion-Skeletten, 2009, SAXSIM]
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurbelschwinge als Vorschaltgetriebe gg g
Aufgabe: Schwingbewegung mit üb t ü ti t
VDI 2130
VDI 2130: Getriebe für Hub- und
g g g g2 Umkehrlagen übertragungsgünstigste
Kurbelschwingen
Vorgabewerte: Gliedlänge l1 (A0B0)Totlagenwinkel und
VDI 2130: Getriebe für Hub undSchwingbewegungen
Totlagenwinkel 0 und 0
[Quelle: M Berger: Anwendung klassischer
Folie 28Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
[Quelle: M. Berger: Anwendung klassischer Syntheseverfahren zur Entwicklung neuer Antriebssysteme im Umfeld von CAD und MKS, 2010, VDI Bewegungstechnik]
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurbelschwinge als Vorschaltgetriebe gg g
Aufgabe: Schwingbewegung mit VDI 2130
b hl i ü ti t
VDI 2130: Getriebe für Hub- und
g g g g2 Umkehrlagen beschleunigungsgünstigste
Kurbelschwingen
Vorgabewerte: Gliedlänge l1 (A0B0)Totlagenwinkel und
VDI 2130: Getriebe für Hub undSchwingbewegungen
Totlagenwinkel 0 und 0
[Quelle: M Berger: Anwendung klassischer
Folie 29Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
[Quelle: M. Berger: Anwendung klassischer Syntheseverfahren zur Entwicklung neuer Antriebssysteme im Umfeld von CAD und MKS, 2010, VDI Bewegungstechnik]
GegenlaufphaseGleichlaufphase
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurbelschwinge als Vorschaltgetriebe gg g
Parametrischer Aufbau der Kurbelschwinge
2
3
15
Folie 30Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurbelschwinge als Vorschaltgetriebe gg g
Parametrischer Aufbau der Kurbelschwinge
1. Totlagenkonstruktion• Erzeugung einer Skizze mit der Totlagenkonstruktion nach Alt• Einfügen von Punkten zur Kennzeichnung
Vorgehensweise:
2Einfügen von Punkten zur Kennzeichnung
2. Motion Skelett• Erzeugung eines Motion Skeletts als Unterbaugruppe• Definition der Getriebeskizze (Totlagenkonstruktion als Referenz der
Getriebeabmessungen) Befehl „Verwenden“Erzeugung der Getriebeglieder ( Komponentenerzeugung“) Typ: Körper
3
• Erzeugung der Getriebeglieder („Komponentenerzeugung“) Typ: Körper• Gelenkige Verbindungen werden automatisch hinzugefügt
3. Notizen• Definition von Beziehungen zwischen Konstruktionsskizze und Motion
Skelett• Erzeugung von Notizen zur Steuerung der Eingabeparameter und zur
Darstellung der Ergebnisse4. Mechanismusmodell
• Definition eines Servomotors mit konstanter Geschwindigkeit• Definition einer Kinematischen Analyse und der Messgrößen für die
15
Definition einer Kinematischen Analyse und der Messgrößen für die Beschleunigung am Abtrieb und den Übertragungswinkel
5. Bewegungsanalyse• Durchführung einer Bewegungsanalyse mit Auswertung der definierten
Messgrößen Speicherung als KE zur Parameterverwendung6 Sensitivitätsstudie
Folie 31Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
6. Sensitivitätsstudie
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurbelschwinge als Vorschaltgetriebe gg g
Sensitivitätsanalyse der Kurbelschwinge
β = 41°
β = 27°
β 41
Folie 32Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikKurbelschwinge als Vorschaltgetriebe g
• Die automatische Gelenkdefinition von Skelettmodellen führt bei
g g
Überbestimmungen durch Gelenkdefinition vermeiden
• Die automatische Gelenkdefinition von Skelettmodellen führt bei ebenen Mechanismen zu Redundazen
• Diese können manuell durch den Austausch der Gelenke beseitigt werden
• Kinematische Analyse ergibt 3 Redundanzen
• Kinematische Analyse mit geändertenGelenkdefinitionen ergibt 0 Redundanzeng
Folie 33Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
[Quelle: R. Jakel: Ganzheitliche Getriebeauslegung Teil 2, 2008, PTC Anwendertreffen]
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikIntegrierte FEM-Analyse einzelner Bauteile g
Entfernen von Redundanzen und MDO Analyse
Quasistatische Bewegung (10 Grad/sec) Dynamisch (40 Umdrehungen/sec)
g y
Quasistatische Bewegung (10 Grad/sec) Dynamisch (40 Umdrehungen/sec)
• Eine fehlerfreie Auswertung ist für die Bestimmung
• Redundanzen können zur fehlerhaften Auswertungvon Gelenkkräften und Momenten führen
Folie 34Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
[Quelle: R. Jakel: Ganzheitliche Getriebeauslegung Teil 2, 2008, PTC Anwendertreffen]
• Eine fehlerfreie Auswertung ist für die Bestimmung der Schnittkräfte und das herstellen desKräftegleichgewichtes am Einzelteil wichtig
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikIntegrierte FEM-Analyse einzelner Bauteile gg y
Aufbau von Lagergelenken in Mechanica (1)
Pl D h d K l l kb diPlanar, Dreh- und Kugelgelenkbedingung
Achtung!Nur zwischen Gestell
Bauteil 1 und bewegtem Bauteil einsetzbar!
Folie 35Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
Bauteil 2
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikIntegrierte FEM-Analyse einzelner Bauteile gg y
Aufbau von Lagergelenken in Mechanica (2)
Schnittstellte Feder und gewichtete VerbindungSchnittstellte, Feder und gewichtete Verbindung Federkraft-Messgröße
Punkt- zu- Punkt Feder
Bauteil 1
Freie SchnittstelleSchnittstelle
Gewichtete
Folie 36Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
Gewichtete Verbindung Bauteil 2
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikIntegrierte FEM-Analyse einzelner Bauteile g
Aufbau des Gesamtmodells
g y
MDO - Mechanica - Modellstat s
Folie 37Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
MDO Modell
MechanicaModell Modellstatus
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikg
Quasistatische Analyse
Abtrieb
Einzelteil bei gleicher Mechanismusstellung
Folie 38Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
Gesamtmodell
Abtriebblockiert
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikZusammenfassung und Ausblick gg
Ganzheitliche Getriebeauslegung mit Hilfe von Mathcad, Creo™ Elements/Pro™ und MOCAD.
Konkretisierung der Problemstellung beim Rundflechten und Ableitenvon Bewegungsanforderungen an die Getriebstruktur.
Strukturauswahl und Synthese mit Motion-Skelett in Creo™ Elements/Pro™ und Mathcad.
MOCAD – MOtion and CAm-Design ist ein universell einsetzbares Werkzeug zum Bewegungsdesign und zur Berechnung von Kurvengetrieben verschiedener Bauform. MOCAD wird zur Bearbeitung von Forschungs- und Industrieprojekten eingesetzt mit Kooperationspartnern weiterentwickelt.
Integrierte FEM-Analyse von Getriebestrukturen und Einzelteilen.
T t d M h i F t G l k bi d “
Folie 39Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
Test des neuen Mechanica Features „Gelenkverbindungen“.
3. Anwendertreffen SAXSIMProfessur Montage- undHandhabungstechnikg
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Dipl. Ing. Daniel Denninger
TECHNISCHE UNIVERSITÄT CHEMNITZProfessur Montage- und Handhabungstechnik
Folie 40Prof. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel DenningerProf. Dr. -Ing. Maik Berger, Dipl.-Ing. Daniel Denninger SAXSIM 19.04.2011
Email: daniel.denninger@mb.tu-chemnitz.deURL: http://www.tu-chemnitz.de/mb/MHTTel.: +49 (0) 371 531 38476
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