Lineartechnik für eine
starke technische Basis
Präzision, Steifigkeit und Lebensdauer von Anfang an absichern
Im Maschinenbau und insbesondere in der Antriebstechnik erzielen Komponenten der Lineartechnik beste Ergebnisse für präzise translatorische Bewegungsaufgaben. MDESIGN unterstützt die normgerechte Berechnung und Auslegung von Linearführungen und Kugelgewindetrieben für hochdynamische und hochpräzise Anwendungen.
Der Zugriff auf integrierte Herstellerkataloge sowie strukturierte Eingabe- und Auswertungsfunktionen unterstützt eine schnelle und sichere Auslegung komplexer Linearsysteme.
Berücksichtigte Normen für Linearführungen und Kugelgewindetriebe
Linearführungen
DIN 636-2
Lagerlebensdauer
ISO 281/A2
Axiale Steifigkeit
DIN ISO 3408-4
Tragzahl & Lebensdauer
DIN ISO 3408-5
Standards schaffen, Engineering beschleunigen
MDESIGN schafft eine einheitliche Grundlage für Berechnungen im gesamten Team. Strukturierte Eingaben, zentral gepflegte Berechnungsgrundlagen und eine durchgängige Dokumentation sorgen dafür, dass Ergebnisse nachvollziehbar und über Projekte hinweg vergleichbar bleiben.
Seit über 40 Jahren unterstützt MDESIGN Unternehmen bei der Berechnung und Auslegung technischer Komponenten – heute mit mehr als 35.000 Anwendern weltweit.
Führung und Spindel technisch passend dimensionieren
Eine Linearachse muss nicht nur die auftretenden Kräfte aufnehmen. Auch geforderte Laufleistung, Genauigkeit, Bauraum und Bewegungsdynamik beeinflussen die Dimensionierung. Für Linearführungen werden unter anderem äquivalente Belastungen, statische Sicherheit, Tragzahlen und Lebensdauer bestimmt. Bei Kugelgewindetrieben kommen Axialsteifigkeit, Vorspannung, Knicklast sowie biegekritische und zulässige Drehzahlen hinzu. Damit wird früh sichtbar, ob eine gewählte Baugröße zur Aufgabe passt oder eine andere Führung, Spindelgeometrie beziehungsweise Lagerung erforderlich ist. Das reduziert Überdimensionierung und verkürzt die Auswahl geeigneter Komponenten.
Unterschiedliche Linearführungen für Belastung und Einbauraum auswählen
Kugel- und Rollenumlaufführungen unterscheiden sich in Tragfähigkeit, Bauform und Belastungsrichtung. Je nach Maschinenkonzept können mehrere Kugel- oder Rollenreihen sowie unterschiedliche Führungsanordnungen erforderlich sein.
Zur Auswahl und Nachrechnung stehen verschiedene Führungstypen mit den zugehörigen Tragzahlen und Abmessungen zur Verfügung. Stationäre und variable Lasten lassen sich ebenso berücksichtigen wie geforderte Lebensdauer, Zuverlässigkeit und statische Sicherheit.
So können Konstrukteure früh prüfen, welche Führung die benötigte Belastbarkeit innerhalb des verfügbaren Bauraums erreicht.
Linearführungen
Kugelgewindetriebe
Wechselnde Lasten und Drehzahlen realistisch berücksichtigen
Lineare Achsen arbeiten selten mit einer konstanten Belastung. Unterschiedliche Bewegungsphasen, Kräfte, Drehzahlen und Zeitanteile bestimmen die tatsächliche Beanspruchung über den gesamten Arbeitszyklus.
Last- und Drehzahlkollektive können deshalb in die Lebensdauerbewertung einfließen. Bei Kugelgewindetrieben werden zudem Lagerungsart und ungestützte Spindellänge für Knick- und Drehzahlgrenzen berücksichtigt.
So basiert die Dimensionierung nicht nur auf einem einzelnen Maximalwert, sondern näher am vorgesehenen Bewegungsprofil. Das schafft mehr Sicherheit bei dynamischen Maschinenachsen und verhindert unnötig große Komponenten.
Ergebnisse verstehen und Linearachsen gezielt weiterentwickeln
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01
Geführte Eingabe und Ergebnisübersicht
Strukturierte Eingaben, Hilfetexte und technische Hinweise unterstützen bei Belastung, Geometrie, Lagerung, Lebensdauer und Steifigkeit. Ein KI-Assistent hilft bei Fragen während der Berechnung. Ergebnisse stehen übersichtlich zur Verfügung.
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02
Diagramme und technische Grafiken
Grafische Darstellungen unterstützen beim Verständnis von Belastungen, Lebensdauer, Steifigkeit und Drehzahlgrenzen. Technische Diagramme und Hilfegrafiken erleichtern die Einordnung der Berechnungsgrößen und Zusammenhänge.
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Dokumentation und Nachweis auf Knopfdruck
Technische Dokumentation automatisch erstellen.
Alle Eingaben, Normen, Randbedingungen, Ergebnisse und Grafiken werden automatisch zu einer vollständigen Dokumentation zusammengeführt. So entstehen nachvollziehbare Nachweise für interne Entwicklung, Kunden, Prüforganisationen oder Fertigung.
Funktionsumfang der MDESIGN Lineartechnik
Die Funktionen sind kompakt nach Normen, Linearführungen, Führungstypen, Kugelgewindetrieben, Steifigkeit sowie kritischer Drehzahl und Knicklast gegliedert.
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Normen & Berechnungsgrundlagen
- DIN 636 Teil 2
- ISO 281/A2
- DIN ISO 3408-4
- DIN ISO 3408-5
- Literaturbasierte Berechnung
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Linearführungen
Eingabewerte
- Belastungsart
- Typ der Führung
- Radialkraft
- Tangentialkraft
- Anteil an Gesamtlaufstrecke
- Erforderliche Lebensdauer
- Erforderliche Zuverlässigkeit
- Erforderliche statische Sicherheit
- Statische Tragzahl
- Dynamische Tragzahl
- Maximal zulässige Breite
- Maximal zulässige Höhe
- Maximal zulässige Länge
Ausgabewerte
- Statische äquivalente Belastung
- Dynamische äquivalente Belastung
- Mittlere äquivalente Belastung
- Statische Sicherheit
- Lebensdauerbeiwert
- Lebensdauer
- Breite der Führung
- Breite der Führungsschiene
- Höhe der Führung
- Höhe des Schlittens
- Höhe der Führungsschiene
- Länge des Schlittens
Beispielhafte Ergebnisgrafik
Beispielhafte grafische Auswertung einer Kugelschienenführung. -
Führungstypen
- Kugelumlaufführungen mit 4 Kugelreihen und gleicher Tragfähigkeit in allen Hauptrichtungen
- Kugelumlaufführungen mit 4 Kugelreihen und ungleichen Tragfähigkeiten in radialer, gegenradialer und tangentialer Richtung
- Kugelumlaufführungen mit 2 Kugelreihen in Vier-Punkt-Anordnung
- Kugelumlaufführungen mit 6 Kugelreihen
- Kugelumlaufrollenschuh mit zwei schrägen Kugelreihen seitlich angeordnet
- Rollenumlaufführungen mit 4 Rollenreihen und gleicher Tragfähigkeit in allen Hauptrichtungen
- Umlaufrollenschuh mit einer Rollenreihe
-
Kugelgewindetrieb
Eingabewerte
- Berechnungsgang
- Lagerung der Gewindespindel
- Ungestützte Spindellänge
- Abstand zwischen den Lagern
- Lebensdauertyp
- Toleranzklasse
- Berechnung der Steifigkeit
- Außendurchmesser der Kugelgewindespindel
- Kerndurchmesser der Kugelgewindespindel
- Bohrungsdurchmesser der Kugelgewindespindel
- Kugelmittenkreisdurchmesser
- Außendurchmesser des Kugelmutterkörpers
- Kugeldurchmesser
- Steigung
- Kontaktwinkel
- Anzahl der tragenden Umläufe
- Vorspannkraft
- Axiale Belastung
- Drehzahl
- Zeitanteil
- Erforderliche Lebensdauer
- Zuverlässigkeit
Ausgabewerte
- Dynamische Tragzahl
- Modifizierte dynamische Tragzahl
- Äquivalente Belastung
- Äquivalente Drehzahl
- Grenzlast eines vorgespannten Kugelgewindetriebes
- Biegekritische Knicklast
- Zulässige axiale Belastung
- Biegekritische Drehzahl
- Zulässige Drehzahl
- Nominelle Lebensdauer
- Lebensdauer mit Zuverlässigkeitskorrektur
- Modifizierte nominelle Lebensdauer
- Modifizierte Lebensdauer mit Zuverlässigkeitskorrektur
-
Statisch axiale Steifigkeit
Eingabewerte
- Belastung des Systems
- Vorspannkraft
- Lagerung der Gewindespindel
- Ungestützte Spindellänge
- Abstand zwischen den Lagern
- Toleranzklasse
- Kugelmittenkreisdurchmesser
- Kugeldurchmesser
- Kontaktwinkel
- Anzahl der tragenden Umläufe
- Schmiegung zwischen Kugel und Mutterlaufbahn
- Schmiegung zwischen Kugel und Spindellaufbahn
Ausgabewerte
- Statische Axialsteifigkeit der Gewindespindel
- Statische Axialsteifigkeit der Gewindemutter
- Statische Axialsteifigkeit der Gewindemutter mit Berücksichtigung der Genauigkeitsklasse
- Statische Axialsteifigkeit des Kugelgewindetriebes
- Anzahl der tragenden Kugeln pro Umlauf
- Steigungswinkel
- Querschnittsfläche der Kugelgewindespindel
- Flächenträgheitsmoment der Kugelgewindespindel
-
Biegekritische Drehzahl & Knicklast
Eingabewerte
- Lagerungsart
- Ungestützte Spindellänge
- Kerndurchmesser der Kugelgewindespindel
- Sicherheitsfaktor für die zulässige Drehzahl
- Sicherheitsfaktor für die zulässige axiale Belastung
Ausgabewerte
- Biegekritische Drehzahl
- Zulässige Drehzahl
- Biegekritische Knicklast
- Zulässige axiale Belastung
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