Kraftzerlegung am Keil

sevenelf · Anmeldungsdatum: 21.12.2015 Beiträge: 5 Wohnort: Unterfranken

Hallo, ich habe folgendes Problem: Ich muss bei einer Aufgabe, bei der eine Kraftumlenkung mittels Keil stattfindet, eine Kraftzerlegung durchführen, bin mir aber nicht sicher, ob das stimmt was ich gerechnet habe. Zum Bild: FB ist die Betätigungskraft, mit der der Keil bewegt wird.

Ich habe mir gedacht: Würde der Keil senkrecht zu FB stehen (Alpha = 90°), dann wäre FB = Fx. Da der Keil um 25° geneigt ist, müsste Fy = 65/90 FB und Fx = 25/90 FB sein. Aber soll der Keil nicht eigentlich die Kraft verstärken? Und muss ich auch FRF (Kraft der Rückstellfeder) berücksichtigen?

Was meint ihr? Augenzwinkern

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5875 Wohnort: jwd

Wo kommen die Zahlen her?
Welche Kräfte in welcher Richtung sollen berechnet werden?
Kraft der Rückstellfeder hängt vom Weg ab. Gibt es eine Angabe zur Federkonstanten?
Wird Reibungsfreiheit angenommen?

sevenelf · Anmeldungsdatum: 21.12.2015 Beiträge: 5 Wohnort: Unterfranken

Ich suche die Kraft, die nach oben in y-Richtung wirkt, also das FBF.
Außerdem muss ich das FB bestimmen. Davon weiß ich nur, dass FB im Bereich zwischen 10 und 15N liegen muss.
Ich habe mir gedacht, wenn der Keil senkrecht zu FB steht (=90°), dann wirkt die gesamte Kraft am Keil in x-Richtung; bei 45° 1/2 FB in x-Richtung, 1/2 FB in y-Richtung; bei 25° eben 25/90 in x-Richtung, 65/90 in y-Richtung. Aber das kann eigentlich nicht sein, da der Keil ja kraftverstärkend wirkt, also FB < FBF sein müsste. FB drückt dann gegen eine Kontaktblattfeder.

Ich habe keine Angabe zur Federkonstanten gegeben. Nur für die Blattfeder.

Reibung am Keil und in den Führungen sind zu berücksichtigen! Eine Führung befindet sich zwischen FB und dem Keil und eine zwischen FRF und dem Keil.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5875 Wohnort: jwd

sevenelf · Anmeldungsdatum: 21.12.2015 Beiträge: 5 Wohnort: Unterfranken

Alpha = 25°
Gleitreibungskoeffizient am Keil = 0,15
Gleitreibungskoeffizient in den Führungen = 0,12

Durch FBF wird die eine Blattfeder an eine zweite, die obendrüber liegt gedrückt. Somit wird ein Kontakt geschlossen. Diese Kontaktkraft FK beträgt 1N.
Außerdem ist bekannt, dass FB zwischen 10 und 15N liegen muss, und sich der Keil erst ab einer Mindestkraft FBstart von 3N bewegt.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5875 Wohnort: jwd

Trage alle relevanten Kräfte ein. Anhand des gegebenen Winkels kannst Du sie in die entsprechenden Wirkrichtungen zerlegen. Beachte Reibungskräfte sind auf der jeweiligen Reibfläche senkrecht stehende Normalkräfte x Reibungskoeffizient.

Es gelten die Gleichgewichtsbedingungen:

Summe der Kräfte in x-Richtung = 0
Summe der Kräfte in y-Richtung = 0

sevenelf · Anmeldungsdatum: 21.12.2015 Beiträge: 5 Wohnort: Unterfranken

So ich habe jetzt die Kräfte eingetragen, passt das so? grübelnd

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 5875 Wohnort: jwd

Skizze nicht leserlich. Kann die Normalkräfte nicht erkennen.

sevenelf · Anmeldungsdatum: 21.12.2015 Beiträge: 5 Wohnort: Unterfranken

So jetzt besser? Big Laugh