Einfluss der Festkörpergelenkkontur auf die Bewegungsgenauigkeit und die Gestaltfestigkeit nachgiebiger Koppelmechanismen

Linß, Sebastian GND; Zentner, Lena GND

Aufgrund ihrer Vorteile werden nachgiebige Mechanismen vielfach für Führungs- und Übertragungsaufgaben in Präzisionsbewegungssystemen eingesetzt. Hierbei werden vorwiegend prismatische Festkörpergelenke mit Aussparungen als stoffschlüssige Drehgelenke verwendet. In diesem Beitrag wird das Potenzial zur Beeinflussung der Bewegungs- und Festigkeitseigenschaften verschiedener nachgiebiger Koppelmechanismen durch gezielte geometrische Gestaltung der Abmessungen und insbesondere der Aussparungskontur der Festkörpergelenke verdeutlicht. Dies stellt einen neuen Ansatz bei der Synthese nachgiebiger Mechanismen dar. Mittels FEM-Untersuchungen kann u. a. gezeigt werden, dass Polynomkonturen 4. Ordnung besonders günstig im Hinblick auf die gleichzeitige Realisierung einer hohen Bewegungsgenauigkeit und Gestaltfestigkeit sind.

Due to their advantages compliant mechanisms are state of the art in high precise motion systems for guiding and transfer tasks. Therefor especially prismatic flexure hinges with basic notches are used as revolute joints. In this contribution, the potential of influencing the motion behavior and as well the strength of several compliant linkage mechanisms by specific design of the flexure hinges dimensions and in particular of their notch contour is described as a newly considered part of the compliant mechanism synthesis. Using FEM simulations it can be shown, that polynomial contours 4th order are suitable to realize both, a high precise guiding and structural strength.

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Linß, Sebastian / Zentner, Lena: Einfluss der Festkörpergelenkkontur auf die Bewegungsgenauigkeit und die Gestaltfestigkeit nachgiebiger Koppelmechanismen. Ilmenau 2013.

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