Berechnung der statischen axialen Steifigkeit von Planentenrollengewindetrieben
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Christian Brecher
Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, geb. 1969, war zwischen 1995 und 2001 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Oberingenieur der Abteilung Maschinentechnik am WZL der RWTH Aachen beschäftigt und promovierte 2002 an der Fakultät für Maschinenwesen. Im Jahr 2004 wurde er zum Universitätsprofessor für Werkzeugmaschinen ernannt.
Thomas Frenken, M. Sc. RWTH, geb. 1990, studierte Maschinenbau mit Fachrichtung Entwicklung und Konstruktion. Seit Mai 2016 ist er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen in der Abteilung Maschinentechnik tätig.
und
Stephan Neus
Dipl.-Ing. Stephan Neus, geb. 1984, ist seit 2014 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am WZL der RWTH Aachen tätig. Seit 2019 leitet Herr Neus als Oberingenieur die Abteilung Maschinentechnik.
Abstract
Für Anwendungen, bei denen hohen Lasten mittels elektromechanischer Aktuatoren bewegt werden, spielt die statische axiale Steifigkeit der verwendeten Gewindetriebe eine wichtige Rolle. Simulationen bieten die Möglichkeit, diese Eigenschaft des Gewindetriebs bereits während der Auslegung bestimmen zu können. Ausgehend von Berechnungsmethoden zur Beschreibung der Lastverteilung innerhalb eines Planetenrollengewindetriebs wird ein Modell erstellt, welches die wesentlichen Einflussfaktoren für die Berechnung der statischen axialen Steifigkeit berücksichtigt. Die Validierung des Modells erfolgt mittels Prüfstandsversuchen unter hohen Lasten.
Abstract
For applications where high loads are moved by electromechanical actuators, the static axial stiffness of the screw drive plays an important role. Simulations offer the possibility to determine this property of the screw drive already during the design phase. Based on calculation methods for describing the load distribution within a planetary roller screw, a model which takes into account the main influencing factors for the calculation of the static axial stiffness is developed. The model is validated by means of test bench runs with high loads.
Hinweis
Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen von den Mitgliedern des ZWF-Advisory Board wissenschaftlich begutachteten Fachaufsatz (Peer-Review).
About the authors
Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, geb. 1969, war zwischen 1995 und 2001 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Oberingenieur der Abteilung Maschinentechnik am WZL der RWTH Aachen beschäftigt und promovierte 2002 an der Fakultät für Maschinenwesen. Im Jahr 2004 wurde er zum Universitätsprofessor für Werkzeugmaschinen ernannt.
Thomas Frenken, M. Sc. RWTH, geb. 1990, studierte Maschinenbau mit Fachrichtung Entwicklung und Konstruktion. Seit Mai 2016 ist er als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen in der Abteilung Maschinentechnik tätig.
Dipl.-Ing. Stephan Neus, geb. 1984, ist seit 2014 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter am WZL der RWTH Aachen tätig. Seit 2019 leitet Herr Neus als Oberingenieur die Abteilung Maschinentechnik.
Danksagung
Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die finanzielle Unterstützung des Forschungsvorhabens „Untersuchung des Betriebsverhaltens von Planetenrollengewindetrieben mit unterschiedlicher Gewindegangzahl der Spindel und der Mutter“ (Kennzeichen BR 2905/54 – 2). Die hier präsentierten Forschungsergebnisse wurden in diesem Projekt erarbeitet.
Literatur
1 Brecher, C.; Frenken, T.; Hildebrand, M.; Fey, M.: Berechnung von Planetenrollengewindetrieben: Berechnungsmethoden zur analytischen Beschreibung der Wälzkontakte von Planetenrollengewindetrieben. wt Werkstattstechnik online 109 (2019) 5, S. 365–36910.37544/1436-4980-2019-05-67Suche in Google Scholar
2 Brecher, C.; Frenken, T.; Axelrad, G.; Neus, S.: Beschreibung der Lastverteilung in Planetenrollengewindetrieben. wt Werkstattstechnik online 110 (2020) 5, S. 322–327 DOI: 10.37544/1436-4980-2020-05-5410.37544/1436-4980-2020-05-54Suche in Google Scholar
3 Jacobs, G.: Maschinengestaltung – Vorlesungsumdruck (Band 2). RWTH Aachen, Aachen 2013Suche in Google Scholar
4 Brecher, C.; Eßer, B.; Falker, J.; Fey, M.: Modelling of Ball Screw Drives Rolling Element Contact Characteristics. CIRP Annuals 67 (2018) 1, , S. 409–412 DOI: 10.1016/j.cirp.2018.04.10910.1016/j.cirp.2018.04.109Suche in Google Scholar
5 Brecher, C.; Kneer, F.; Falker, J.; Eßer, B.; Fey, M.: Modellierung des Betriebsverhaltens von Kugelgewindetrieben. In: Tagungsband zum Antriebstechnisches Kolloquium ATK 2019, März 2019 S. 397–409Suche in Google Scholar
© 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany
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- Anwendungen des maschinellen Lernens in der Produktion aus Auftrags- und Produktsicht
- Digitale Technologien
- Entwicklung eines Bewertungsinstruments für neue digitale Technologien in KMU
- Vorschau
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