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DrJohnZoidberg
Anmeldungsdatum: 13.11.2008
Beiträge: 42
Wohnort: Hessen
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 DrJohnZoidberg Verfasst am: 26. Apr 2010 16:37 Titel: Bewegungsschraube (Reibung) |
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Hallo Physikboard,
meine Aufgabenstellung ist folgt:
Eine Hebebühne wird von vier rechtwinklig stehenden Schraubenspindeln getragen, welche die Bühne mit einer Hubgeschwindigkeit von 1 m/min heben. Die Gewichtskraft von Bühne und Höchstlast beträgt 100kN. Die Spindeln haben ein zweigängiges Trapezgewinde TR75x20 P10 und nehmen je ein Viertel der Gesamtlast auf. Die Muttern liegen auf einer Kreisringfläche von 140 mm mittlerem Durchmessers auf. Sie haben außen einen Schneckenrad-Zahnkranz und werden durch Schnecken angetrieben. Die Reibzahl im Gewinde beträgt 0,12 an der Auflage 0,15. Der Wirkungsgrad des Getriebes zwischen Motor und Hubmuttern beträgt 0,65.
Gesucht:
a) die Reibzahl μ' und der Reibwinkel φ' im Gewinde,
b) das Gewindereibmoment ,
c) die Umfangskraft  am Flankenradius,
d) der Wirkungsgrad des Schaubengetriebes,
e) das erforderliche Anzugsmoment an der Hubmutter unter Berücksichtigung der Auflagereibung,
f) mit Hilfe des Anzugsmoments der Wirkungsgrad von Schraube mit Auflage,
g) der Gesamtwirungsgrad der Anlage,
h) die Hubleistung,
i) die erforderliche Leistung des Antriebsmotors.
zu a) versteh ich!
zu b) hinten im Buch sind die Lösungen ohne Lösungsweg gegeben. Ganz verstehen tu ich die b) nicht:
]
<br />
) , ist die Formel für das Gewindereibmoment.
Mein Problem ist die  und  Berechnung!
 und  , das P bereitet mir große Schwierigkeiten!
Denn um auf das Richtige zu kommen muss ich für P=10 einsetzen. Und dann bei muss ich für P=20 einsetzen um auf das richtige Ergebniss zu kommen.
Versteht das wer?
zu c) versteh ich! (hängt leider mit b) zusammen, daher hätte ich einen Folgefehler)
zu d) versteh ich!
zu e) versteh ich!
zu f) war meine einzige Idee, die jedoch nicht zum Ergebniss geführt hat, ein neues und  finden. Und somit zum Wirkungsgrad kommen.
zu g) Meines Wissens muss ich da alle vorhandenen Wirkungsgrade zusammen multiplizieren.
zu h und i) Nicht einmal eine Idee.
Hoffe jemand kennt sich damit aus und ist so Hilfbereit mir zu helfen.
Mit freundlichen Grüßen
Itch
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Ich gehöre lieber zu denen die zuviel reden als zu denen die schweigen. Akzeptier mich, tolerier mich oder ignorier mich. Doch attackier mich nicht, sonst verlier ich mich, dann verlierst du dich. Dann haben wir beide verloren. Egal wer gewinnt. |
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 27. Apr 2010 01:13 Titel: |
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weißt du überhaupt was der Unterschied zwischen einen eingängigen Gewinde und ein 2 oder mehr gängigen Gewinde ist.
Was hat das für auswirkungen auf die Steigung am Umfang?
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DrJohnZoidberg
Anmeldungsdatum: 13.11.2008
Beiträge: 42
Wohnort: Hessen
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| DrJohnZoidberg Verfasst am: 27. Apr 2010 17:34 Titel: |
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Eins vorweg. Ich habe mir das Fach nicht ausgesucht, wurde eher reingesteckt. Daher kenn mich mit der Thematik überhaupt nicht aus und mir fehlen die Basics.
Hab gelesen das,
ein 1.Gängiges Gewinde Steigung entspricht. Ein n.Gängiges Gewinde der Teilung.
Die Auswirkungen und den Unterschied versteh ich nicht. Und hab enorme Probleme mir das überhaupt vorzustellen.
edit.
Ich hab mir nun mehrere Aufgaben angeschaut. Bei den Aufgaben mit mehreren Gängen ist immer P extra gegeben.
Beispiel.
Tr 75x20 P10 (zweigängig) und Tr 40x7 (eingängig, oder nicht angegeben!)
Stimmt es das ich für den Flankenradius in unserem Fall die Steigung nehmen muss und sobald es zu  kommt die Teilung?? Kann ich das so verallgemeinern?
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 27. Apr 2010 22:02 Titel: |
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Das Bild zeigt ein eingängiges Gewinde und ein zweigängiges.
 http://www.plexxart.at/Forum/Images/Werkstatt/Wissenswertes/Theorie_Gewinde/Attachment811.jpg
ICh gehe mal davon aus das du verstehst was die Gewindesteigung ist.
Jetzt wird dir ja klar sein je öfters du die Schraube umrundest umso mehr weg legst du zurück über eine gewisse Höhe umso geringer die Steigung.
Das bedeutet aber auch gleichzeitig das bei einer geringen Steigung über eine gewisse Höhe mehr Gewindefläche vorhanden ist, was gut für die Flächenpressung im Gewinde ist, denn Flächenpressung ist Kraft pro Fläche.
Der Nachteil ist aber das der Hub gering ist pro Umdrehung.
Ich brauch auch mehr Umdrehungen für die selbe Hubhöhe.
Was aber wenn ich die Steigung eines Gewindeverlaufs doppelt so groß mache, und dann gleichzeitig um die Hälfte Steigung versetzt einen zweiten parallelen Gewindeverlauf mache. Dann hab ich den vorteil eines hohen hubs pro Umdrehung und gleichzeitig die gleiche Flächenpressung als hätte ich das Gewinde mit der hÄlfte dieser Steigung eingängig ausgeführt. siehe Bild oben.
dadurch hab ich pro einzelnen Gewindeverlauf die Steigung von 2P aber von der Flächenpressung her betrachtet also beide, eine Steigung wie ein P.
was deine Frage angeht liegst du richtig das du hier einmal P einsetzen mußt und einmal 2P. denn das Gewindefleisch sprich dicke ist genormt mit der Steigung p. das heißt der Aussendurchmesser weniger den Kerndurchmesser ist P ohne Spiel betrachtet. dabei ist egal wieviel gänge, das Fleisch ist mit P genormt.
bei anderen Gewindearten ist das anders hängt aber immer mit P zusammen. 1,5 P , 2P ,......
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DrJohnZoidberg
Anmeldungsdatum: 13.11.2008
Beiträge: 42
Wohnort: Hessen
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| DrJohnZoidberg Verfasst am: 27. Apr 2010 23:33 Titel: |
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Unglaublich! Ich blicke druch und verstehe nun und mein Problem mit dem P ist gelöst. Vielen Dank!!
Ich brauch noch ein paar Ratschläge zu f) und g).
h) habe ich gelöst.
für i) brauch ich den Gesamtwirkungsgrad welches bei der Aufgabe g) errechnet werden soll und das Ergebnis von der Frage h). Sprich, den Rechenvorgang habe ich verstanden.
Kannst du mir noch bei f) und g) helfen, bitte.
Gruß und vielen Dank soweit!!
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 28. Apr 2010 22:29 Titel: |
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ich würde das so probieren
Reingesteckte Arbeit weniger Reibarbeit (hier ungewollt) ist effektive Arbeit.
Reingesteckte Arbeit mal wirkungsgrad ist effektive Arbeit.
Arbeit *wirkungsgrad ist also Hubarbeit
Arbeit= Hubarbeit + Reibarbeit
Reibarbeit= MR* phi
Eine voll Drehung entspricht 20mm Hub.
kommst du nun weiter.
Welche Hubarbeit hast du bei einer Umdrehung welche Reibarbeit bei einer Umdrehung.
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DrJohnZoidberg
Anmeldungsdatum: 13.11.2008
Beiträge: 42
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| DrJohnZoidberg Verfasst am: 29. Apr 2010 21:59 Titel: |
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Also ich fasse mal zusammen!
zu a)
 => 
) => 
zu b)
])
=> hier muss ich P=10mm einsetzen!
) => hier muss ich P=20mm einsetzen!
zu c) versteh ich doch nicht so ganz!
Mein Weg:
habe eine Formel -  - welches  muss ich hier einsetzen, woran erkenn ich es? Außen oder Innen?
weitere Formel -  - selbe Frage zum und als Durchmesser, den Durchmesser vom Trapezgewinde oder von der Kreisringfläche?
Die antworten auf die Fragen mit und dem Durchmesser würden mich trotzdem interessieren.
das habe ich gefunden:
*r_{2})
daraus folgt:
)
zu d)
} ) => 
zu e) hab endlich verstanden was Anzugsmoment bedeutet!! yeah!
+\mu_{A}*r_{A}])
zu f)
ich denke das mir hier eine Formel fehlt! Ich soll mit Hilfe von  den Wirkungsgrad von Schraube mit Auflage berechnen.
zu g)
meines Wissens:
Ich hab die Ergebnisse zu den Aufgaben. d) Wirkungsgrad des Schraubgetriebes  und bei f) soll  rauskommen.
Demnach wäre die Rechnung:
Als Ergebnis für  steht jedoch 
zu h)
zu i)
Du merkst das ich grundsätzliche Probleme habe. Ich weiß garnicht wie ich dir danken kann!!!
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 30. Apr 2010 07:42 Titel: |
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zu c im Gewinde wird ein Drehmoment in eine auf oder Abbewegung umgewandelt. dabei wirken Kräfte im Gewinde. Aufgrund des Drehmoments entsteht eine horizontale Umfangskraft die auf r2 wirkt durch die Schräglage eines Gewindes (schiefe Ebene) reagiert das Gewinde mit einer Normalkraft, das eine senkrechte Komponente und eine horizontale Komponente beinhaltet. durch die senkrechte gibts die Auf und Abbewegung.
Im Normalfall müßte die Umfangskraft des benötigten Drehmoments so groß sein das erstens die Gewinde Reibung überwunden wird zweitens die Auflagereibung zwischen Hubmutter und Auflagefläche und drittens die Aufgrund der Gewichtskraft entstehende horizontal Komponente der Gewichtskraft aufgrund der schiefen Ebene im Gewinde.
die entstehende Reibung aufgrund des aufliegens der Mutter wird zunächst vernachlässigt.
also zählt mal die Reibung im Gewinde.
Deine Formel stimmt auch.
Ich komme aber nicht auf dein MRG.
Bitte überprüf nochmal die Angaben die du reingeschrieben hast und schreib überall die Lösungen des Buches auf, würd mihc mal interessiern.
Du schreibst mal mü=0.12 dann schreibst mü=0.124 , ich komm nicht auf dein MRG.
zu g) da sollst du den Getriebewirkungsgrad berücksichtigen.
0.1757 * 0.65
dabei dürfte 0.1757 der gesamt wirkungsgrad des Schraubengetriebes inklusive der Berücksichtigung der Auflagereibung zwischen hubmutter und Auflagefläöche sein.
| Beschreibung: |
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| Dateigröße: |
54.09 KB |
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19229 mal |
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DrJohnZoidberg
Anmeldungsdatum: 13.11.2008
Beiträge: 42
Wohnort: Hessen
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| DrJohnZoidberg Verfasst am: 01. Mai 2010 02:56 Titel: |
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Zunächst einmal alle Lösungen aus dem Buch:
a)
b)
das Gewindereibmoment
c)
die Umfangskraft am Flankenradius; 
d)
der Wirkungsgrad des Schraubgetriebes; 
e)
das erforderliche Anzugsmoment an der Hubmutter unter Berücksichtigung der Auflagereibung; 
f)
mit Hilfe des Anzugsmoments der Wirkungsgrad von Schraube mit Auflage;
g)
der Gesamtwirkungsgrad der Anlage; 
h)
die Hubleistung; 
i)
die erforderliche Leistung des Antriebsmotors; 
Zum :
Wie in der Aufgabenstellung zu sehen ist; die Reibzahl im Geweinde beträgt  !
das  brauch ich nur um  zu berechnen. Schau dir meine Lösung zu Aufgabe a) an. Da stehen die Formeln. Die Bedeutung von ist mir auch ein Rätzel aber nicht weiter wichtig um die Aufgaben korrekt zu berechnen. Sprich, sobald das berechnet wurde benutzt man nur noch die normalen Reibzahlen.  
Welches meinst du?
Aufgabe b) oder e)?
Ich glaube eher von der Aufgabe e), also die Formel lautet:
+\mu_{A}*r_{A}])
=>+0,15*0,07m])
=>
Endergebnis:
weitere Fragen:
Ich verstehe immernoch die f) nicht! Wie komm ich da auf den Wirkungsgrad? Bin immernoch der Meinung das mir eine Formel dazu fehlt.
g) ist verstanden!
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 01. Mai 2010 23:26 Titel: |
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Ich depp hab vergessen das beim Trapezgewinde ja noch ne zusätzlich radiale Neigung ist aufgrund der Trapezform.
Also du hast einmal die Neigung aufgrund der GewindeSteigung und dann von der Seite nochmal ne Neigung aufgrund der Trapezform (beta).
Jetzt komm ich auch auf dein MRG.
Also wenn du oben das rechte Bild anschaust. dann denkt dir dort ne Trapezform anstatt des Rechtecks, dann hast dort den winkel beta und darum ist nur mit alpha zurechnen falsch.
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DrJohnZoidberg
Anmeldungsdatum: 13.11.2008
Beiträge: 42
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| DrJohnZoidberg Verfasst am: 02. Mai 2010 15:43 Titel: |
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Die Aufgabe ist für mich fast gelöst!
Mir ist nur noch ein Rätzel wie man auf  bei der Aufgabe f) kommt.
Alles andere leuchtet mit mittlerweile ein.
Gruß
Itch
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VeryApe
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 3247
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| VeryApe Verfasst am: 02. Mai 2010 22:57 Titel: |
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sag mal kann es sein das du einen Beitrag von mir überlesesn hast. das mit den Wirkungsgrad hab ich dir ja schon beantwortet.
| veryape hat Folgendes geschrieben: |
ich würde das so probieren
Reingesteckte Arbeit weniger Reibarbeit (hier ungewollt) ist effektive Arbeit.
Reingesteckte Arbeit mal wirkungsgrad ist effektive Arbeit.
Arbeit *wirkungsgrad ist also Hubarbeit
Arbeit= Hubarbeit + Reibarbeit
Reibarbeit= MR* phi
Eine voll Drehung entspricht 20mm Hub.
kommst du nun weiter.
Welche Hubarbeit hast du bei einer Umdrehung welche Reibarbeit bei einer Umdrehung.
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MRG. ist das benötigte Moment um die Reibkraft und die Gewichtskraft ins Gleichgewicht zu setzen. um also irgendeine Geschwindigkeit konstant zu halten.
Bei einer Umdrehung steckst du also folgende Arbeit rein.
Der Wirkungsgrad ist
Zur Erinnerung P=20, Achtung MRG von allen SChrauben also mal 4 in dieser Formel oder du dividierst die Gewichtskraft durch 4, dann kannsd du dein MRG einsetzen.
der zweite Wirkungsgrad ergibt sich daraus das bei diesen Wirkungsgrad noch nicht die Reibung zwischen Auflage und Mutter berücksichtigt worden ist.
Dies ist dann bei MRGHub komplett berücksichtigt. Also errechnet sich der zweite endgültige Wirkungsgrad.
Auch hier bitte das vierfache MRG Hub einsetzen.
der letzte Wirkungsgrad ergibt sich daraus das der Getriebewirkungsgrad noch nicht berücksichtig ist einfach ausmultiplizieren.
Alternativ gehts auch über das Verhältnis der Umfangskräfte.
Also welche Umfangskraft benötige ich ohne Reibung welche mit Reibung und dann als Verhältnis bekommst du dann dein tan alpha / (tan alpha+rho)
wenn du oben die Formeln für MRG einsetzt und für r2 dann wirsd du auf genau deine Formel kommen.
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