Bewegungsfreiheitsgrad

[iamfgu]

Hallo,

kann mir mal jemand erklären wieso für den Freiheitsgrad eines Rotationsgelenkes F<= 3 gilt?
dh wie sieht ein Rotationsgelenk mit F=1, F=2 und F=3 aus?
da ein Rotationsgelenk ja nur eine Achse hat, ist mir das einfach nicht klar?

(Ich vermute mal, dass Bewegungsfreiheitsgrad = Getriebefreiheitsgrad = Anzahl Achsen)


Wäre toll wenn mir das schnell jemand erklären könnte.

Mfg

[ranke]

Wäre toll wenn mir das schnell jemand erklären könnte.


Naja, schnell ist etwas anderes, aber ich wills mal probieren.

Es gibt im Raum 3 unabhängige Freiheitsgrade in linearer Richtung (jeweils in Richtung der Achsen eines kartesischen Koordinatensystems, x,y,z, die Achsen stehen jeweils senkrecht aufeinander), sowie 3 unabhängige Freiheitsgrade in der Rotation (jeweils Drehung um die Achsen x, y, z).
Man darf sich die Lage und den Ursprung des KS im Prinzip frei wählen, für den Fall des Kugelgelenks den Ursprung vielleicht im Mittelpunkt der Kugel.

Das Kugelgelenk besteht aus einer Kugel und einer Pfanne (Hohlkugel), die die Kugel teilweise umschließt.

Das Kugelgelenk hat keinen translatorischen FG, weil man die Kugel in keiner Raumrichtung ohne die Pfanne verschieben kann.

Das Kugelgelenk hat 3 rotatorische Freiheitsgrade, weil man bei festgehaltener Pfanne die Kugel um alle drei Achsen drehen kann(zumindest schwenken, bei technischen Ausführungen kommt dann immer ein Anschlag, das wollen wir erstmal vernachlässigen) .

Eine ähnliche Funktionalität wie das Kugelgelenk hat z.B. das Kardangelenk, das aber nur 2 rotatorische Freiheitsgrade hat. Über ein Kardangelenk kann man deshalb ein Drehmoment übertragen, über ein Kugelgelenk nicht.

[goara]

im prinzip hat ranke das schon gut erklärt,
noch beispiele zu den freiheitsgraden:
F=1 ist z.b. eine türangel:
du kannst die tür hin und herbewegen, aber nicht hoch und runter und auch nicht kippen
F=2 ist z.b. die gangschaltung beim auto:
kann man nach links und rechts bewegen, aber nicht verdrehen
F=3 z.b. das schultergelnk:
du kannst deinen arm hoch/runter, links/rechts, bewegen, sowie um die eigene achse drehen...