VDI 2124-2008 Plain linkages - Design of four-bar linkages favourable for transference for oscillatory motion in opposite directions.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREEbene KurbelgetriebeKonstruktion bertragungsgnstiger viergliedriger Gelenkgetriebe fr gegenlufige SchwingbewegungenVDI 2124VDI-Handbuch Getriebetechnik I: Ungleichfrmig bersetzte GetriebeZu beziehen durchBeuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechtevorbehalten Verein Deutsche

2、r Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattetPlain linkages Design of four-bar linkages favourable for transference for oscillatory motion in opposite directionsICS 21.200 September 2008Frhere Ausgabe:05.07EntwurfVDI-RICHTLINIENInhalt SeiteVorbemerk

3、ung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Vorgehensweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、. . . . . 22.1 Gegenlufige viergliedrige Gelenkgetriebe mit zwei Totlagen . . . . . 22.2 Viergliedrige Gelenkgetriebe ohne Totlage im Bereich I und mit nur einer Totlage im Bereich II. . . . . . . . . . . . . . . . . 32.3 Gegenlufige viergliedrige Gelenkgetriebe mit genauer Zuordnungvon Antriebs- un

5、d Abtriebswinkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12VDI-Gesellschaft Entwicklung Konstruktion VertriebInhaltlich berprftweiterhin gltigund unverndert2014 MrzB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B

6、1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 2 VDI 2124VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Re

7、chte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in

8、 denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.EinleitungDie Abmessungen fr viergliedrige Gelenkgetriebemit gegenlufiger Schwingbewegung lassen sich mit-hilfe von Kurventafeln ermitteln, aus denen man beigegeben

9、en Schwingwinkeln und am An- undAbtrieb beispielsweise den gnstigsten bertra-gungswinkel minund die Verhltnisse der Getriebe-glieder zueinander ablesen kann. Dabei werden ge-genlufige viergliedrige Gelenkgetriebe mit zweiTotlagen sowie mit und ohne Totlage in zwei Berei-chen behandelt. Weiterhin wir

10、d die Konstruktion die-ser Getriebe fr eine genaue Zuordnung von An- undAbtriebswinkel beschrieben. Ebenso ist eine Aus-wahl des einschlgigen Schrifttums aufgefhrt.1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie gibt Konstrukteuren die Mglich-keit, bertragungsgnstige Konstruktionen von vier-gliedrigen Gelenktri

11、eben zu erstellen. Die Kennwerteaus den Kurventafeln gelten fr gegenlufigeSchwingbewegungen.2 VorgehensweiseDas Glied eines viergliedrigen Gelenkge-triebes wird durch die Antriebswelle umden Winkel bewegt (Bild 1). Die Abtriebswelle solldabei durch die Schwinge um den Winkel gegensinnig zum Antrieb

12、verdreht werden. Es solldas viergliedrige Gelenkgetriebe gefunden werden,das bei gnstigen bertragungsverhltnissen1)denAntriebswinkel in den Abtriebswinkel bersetzt.Bild 2. Beispiel fr ein gegenlufiges viergliedriges Gelenk-getriebe (Tafel 1 bis Tafel 4)mintritt bei 180 in den Lagen A0AiBiB0und A0ABB

13、0auf, imBereich min 180() 180180 in der Richtlinie VDI 2130 fr Kurbelschwingen. Im Bereich 180 gilt minnur,wenn der angegebene Winkel zwischen den Totlagen durchlaufen wird. Dies gilt auch fr Tafel 2 bis Tafel 4.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF

14、1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechtevorbehalten Verein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2008VDI 21245Tafel 2. fr gegenlufige viergliedrige Gelenkgetriebe mit zwei Totlagenad -B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST Beut

15、hStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechtevorbehalten VereinDeutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf20086VDI 2124Tafel 3. fr gegenlufige viergliedrige Gelenkgetriebe mit zwei Totlagenbd -B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsC

16、ollection - Stand 2016-11Alle Rechtevorbehalten Verein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2008VDI 21247Tafel 4. fr gegenlufige viergliedrige Gelenkgetriebe mit zwei Totlagencd -B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - S

17、tand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 8 VDI 2124Beispiel fr Bereich II der Tafel 5Gegeben: Antriebswinkel = 170Abtriebswinkel = 100Gestell A0B0= d = 300 mmGesucht: min, a, b, c und Aus Tafel 5 folgt: min= 31 = 136aus Tafel 6: = 0,59aus Tafel 7: = = 0,77

18、Bei d = 300 mm sind die Abmessungen:.Das gesuchte viergliedrige Gelenkgetriebe ergibtsich, wenn in der Winkel (Bild 4) an-getragen wird. Auf dem freien Winkelschenkel vonA0aus a abgetragen, gibt den Punkt A1; Kreisbgenum A1und B0mit b = c ergeben als innerer Schnitt-punkt B1. Die Anfangslage A0A1B1B

19、0ist somit fest-gelegt; das Glied a um verdreht, ergibt die Endlage(Totlage) A0A2B2B0des gesuchten viergliedrigenGelenkgetriebes.ad-bd-cd-aad- d 0,59 300 mm 177 mm=bcbd- d 0,77 300 mm 231 mm= =A0B0A0Tafel 5. minund fr gegenlufige viergliedrige GelenkgetriebeIm Bereich I haben diese keine Totlage, im

20、 Bereich II eine Totlage. Dies gilt auch fr Tafel 6 und Tafel 7.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 VDI 2124 9 Bild 4. Beispie

21、l fr ein gegenlufiges viergliedriges Gelenkge-triebe mit einer Totlage (Bereich II, Tafel 5) = 170 = 100 2.3 Gegenlufige viergliedrige Gelenkgetriebemit genauer Zuordnung von Antriebs- und AbtriebswinkelGetriebe, die mithilfe der Tafeln 2, 3, 4, 6 und 7 er-mittelt wurden, erfllen zum Teil die Zuordn

22、ung von und nicht genau genug, weil die Ablesegenauig-keit nicht ausreicht. Es sind aber fr alle Bereiche ausTafel 1 und Tafel 5 Konstruktionen bekannt, die vier-gliedrige Gelenkgetriebe ergeben, bei denen und exakt erfllt werden 4.Tafel 6. fr gegenlufige viergliedrige Gelenkgetriebead-B974908A824A6

23、748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 10 VDI 2124Konstruktion von gegenlufigen viergliedrigen Gelenkgetrieben mit zwei Totlagen nach Tafel 1

24、(Bild 5) 1. An werden in A0 und B0die Winkel undnach Bild 5 angetragen. Schnittpunkt derfreien Winkelschenkel ist R. 2. Die Mittelsenkrechte auf (im Punkt Ma)schneidet im Punkt Mb.3. Die Kreise kaum Maund der Kreis kbum Mb,durch A0und R, sind die geometrischen Orte frdie Gelenkpunkte Aaund Ba.4. In

25、A0wird an der Winkel gezeichnet, des-sen freier Winkelschenkel den Kreis kain Aaundden Kreis kbin Baschneidet.Bild 5. Konstruktion gegenlufiger viergliedriger Gelenkgetriebemit zwei TotlagenA0B02-2-A0RB0RA0B0Tafel 7. fr gegenlufige viergliedrige Gelenkgetriebebd-cd-=B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B

26、2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 VDI 2124 11Die uere Totlage A0AaBaB0 ist damit konstruiert;die Kurbel a um verdreht ergibt die innere TotlageA0AiBiB0. Kons

27、truktion gegenlufiger viergliedriger Gelenkgetriebe ohne Totlage nach Tafel 5,Bereich I (Bild 6)Bild 6. Konstruktion gegenlufiger viergliedriger Gelenkgetriebeohne Totlage1. Die Winkel und werden in A0und B0anangetragen. Der Schnittpunkt der freienWinkelschenkel, Bild 6, ist der Punkt A1. 2. = a wir

28、d um A0um den Winkel verdrehtund ergibt A2. Der Schnittpunkt des Kreisbogensmit dem Gestell ist A3.3. Das Lot in B0auf B0A1schneidet den Kreisbogenum B0mit als Halbmesser .4. Die Strecke halbiert ergibt den Gelenk-punkt B1, wodurch die Lngen der Getriebeglie-der = b und = c festgelegt sind.Die Anfan

29、gslage A0A1B1B0ist damit bestimmt, unddie Endlage A0A2B2B0wird erreicht, wenn dasGlied a um den Winkel verdreht wird.Konstruktion gegenlufiger viergliedriger Gelenkgetriebe mit einer Totlage nach Tafel 5, Bereich II (Bild 7)1. Tafel 5 entnimmt man und Tafel 6 das Verhlt-nis , woraus bei vorgegebenem

30、 Gestell d derWert a bestimmt werden kann.2. An trgt man in A0den Winkel mit derGliedlnge = an.3. Der Punkt A1wird um A0mit dem Winkel bisA2verschwenkt. A1und B0mit dem Winkel verschwenkt ergibt A1.2. Die Mittelsenkrechte aufA1.2A2schneidet die Verlngerung von A0A2inB2.Die Endlage (Totlage) A0A2B2B0

31、 ist damit be-kannt; das Glied a um verdreht ergibt die An-fangslage A0A1B1B0.Bild 7. Konstruktion gegenlufiger viergliedriger Gelenkgetriebemit einer TotlageAnmerkung: Bei den in den vorliegenden sieben Tafeln erfasstengegenlufigen viergliedrigen Gelenkgetrieben ist das sich nderndebersetzungsverhl

32、tnis nicht bercksichtigt. Bei vorgegebenenZwischenwinkeln ergeben sich im Allgemeinen ungnstigerebertragungswinkel min. Fr Zuordnungen von zu , die auer-halb des in Tafel 8 gezeigten Bereiches aller gegenlufigen vierglie-drigen Gelenkgetriebe liegen, sind keine gegenlufigen viergliedri-gen Gelenkget

33、riebe mit gleichbleibend gerichteter Bewegung desAbtriebsgliedes mglich. Durch entsprechende Hintereinander-schaltung eines gleichlufigen und eines gegenlufigen viergliedri-gen Gelenkgetriebes knnen aber auch diese Zuordnungen erreichtwerden; in dem gezeigten Bereich ergeben sich dadurch gnstigeremi

34、n-Werte 5.Tafel 8. Bereich aller mglichen viergliedrigen Gelenkgetriebe,die eine gegenlufige Schwingbewegung ermglichenZuordnungen von zu , die auerhalb des gezeigten Berei-ches liegen, knnen von gegenlufigen viergliedrigen Gelenkge-trieben nicht erfllt werden.2-2-A0B0A0A2B0A3A3A1A3A1B1B0B1ad-A0B0A0

35、A1B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2008 12 VDI 2124SchrifttumTechnische RegelnVDI 1000:2006-10 Richtlinienarbeit; Grundstze und

36、Anleitungen(Establishing guidelines; Principles and procedures). Berlin: BeuthVerlagVDI 2123:2008-09 Ebene Kurbelgetriebe; Konstruktion bertra-gungsgnstiger viergliedriger Gelenkgetriebe fr gleichlufigeSchwingbewegung (Plain linkages; Design of four-bar linkages fa-vourable for transference for osci

37、llatory motion in the same direc-tion). Berlin: Beuth VerlagVDI 2130:1984-04 Getriebe- fr Hub- und Schwingbewegungen;Konstruktion und Berechnung viergliedriger ebener Gelenkge-triebe fr gegebene Totlagen (Crank and rocker mechanisms; De-sign and computation in four-link planar linkages). Berlin: Beu

38、thVerlagLiteratur1 Alt, H.: Der bertragungswinkel und seine Bedeutung fr dasKonstruieren periodischer Getriebe. Werkstattstechnik 26(1932) 4, S. 612 Volmer, J.: Die Konstruktion von Gelenkvierecken mit Hilfevon Kurventafeln. Maschinenbautechnik (Getriebetechnik) 7(1958) 7, S. 3994033 Volmer, J.: Die

39、 Konstruktion von Gelenkvierecken mit Hilfevon Kurventafeln. Mitteilungen aus dem Institut fr Getriebe-lehre und Feinmechanik der TH Dresden. Maschinenbautech-nik (Getriebetechnik) 5 (1956) 6, S. 3194 Hain, K.: Die gnstigste bertragung von Schwingbewegun-gen. Landtechn. Forschg. 3 (1953) 1, S. 245 H

40、ain, K.: Entwurf bertragungsgnstiger Kurbelgetriebe mitHilfe von Kurventafeln. VDI-Berichte Bd. 29, S. 121128.Dsseldorf: VDI Verlag, 19586 Hain, K.: Die Umwandlung umlaufender Bewegungen inSchwingbewegungen bei gnstigsten bertragungsverhltnis-sen. Maschinenbautechnik (Getriebetechnik) 6 (1957) 8, S. 449B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11