Getriebeentwurf Software SAM 6.1

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Optimierungsbeispiel 1: Antriebsmoment Ausgleich durch Kompensationsmasse

Als erstes Beispiel wird der Ausgleich des Antriebsdrehmomentes eines massenbehafteten 4-Gelenkgetriebes besprochen. Die Masse befindet sich im Koppelpunkt und soll kompensiert werden durch eine extra Masse in der Koppelebene, deren Wert und Koordinaten zu bestimmen sind. Der Mechanismus wird gleichförmig angetrieben und die Erdbeschleunigung wird verwahrlost.

Das Beispiel basiert auf dem Standard 4-Gelenkgetriebe, das mittels dem entsprechenden Design Wizard erstellt werden kann, wobei anschliesslich 10kg Masse im Gelenkpunkt 5 konzentriert wird. Die Kurbel wird mit konstanter Geschwindigkeit von 360 Grad in 1 Sekunde angetrieben und die Analyse ist in 36 Schritte unterteilt.

• Ausgangssituation: Der Verlauf des Antriebsdrehmoments in der Ausgangssituation ist im folgenden Screenshot dargestellt (Bild 1). Der absolute maximale Wert des Antriebsdrehmomentes beträgt 26.6 Nm.
• Parametergrenzen Optimierung: Der maximale absolute Wert des Antriebsmomentes soll reduziert werden durch eine einzige Kompensationsmasse in der Koppelebene, deren Wert zwischen 0 und 20kg liegen darf. Die Koordinaten der Masse sollen in beiden Richtungen zwischen -1.0m und 1.0m liegen.
• Optimierter Mechanismus: Bei der Optimierungs werden die folgenden optimalen Parameter der Kompensationsmasse gefunden: m=16.5 kg, x-Koordianate=0.257m und y-Koordinate =0.531m. Der Verlauf der Antriebsdrehmomentes ist nachfolgend dargestellt und zeigt viel weniger grosse Schwankungen. Der maximale absolute Wert beträgt nun nur noch 4.76 Nm (Bild 1.1)

Optimierungsbeispiel 2: Bahn Optimierung

SAM ist auch in der Lage die Parameter eines Getriebes so zu optimieren, dass ein Koppelpunkt eine Zielbahn so gut wie möglich durchläuft. Der erste Screenshot (Bild 2) zeigt die Bahn des Koppelpunktes (Gelenkpunkt 5) in der Ausgangssituation eines willkürlichen 4-Gelenkgetriebes. Ziel ist es die geometrischen Daten zu finden, sodass die Koppelpunktbahn möglichst genau übereinstimmt mit der Bezier-Kurve durch die 7 Stützpunkte.

Dieses Getriebe ist als Startpunkt benutzt für eine Optimierungaufgabe bei der der RMS-Wert der Differenzfunktion zwischen aktueller Bahn und Zielbahn zu minimalieren ist und wobei die Koordinaten aller Gelenkpunkte als Optimierungsparameter gewählt sind. Alle Gestellpunkte können variiert werden innerhalb der angedeuteten Grenzen, während alle anderen Gelenkpunkte unbegrenzt variiert werden dürfen. Das Ergebnis der Optimierung ist im zweiten Screenshot (Bild 2.1) dargestellt und man sieht deutlich die bessere Übereinstimmung. (mehr Infos nach dem Umblättern)

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