RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Sich drehende Fläche trifft schräg auf eine Feder
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
edding123
Gast





Beitrag edding123 Verfasst am: 19. Apr 2022 13:49    Titel: Sich drehende Fläche trifft schräg auf eine Feder Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo, ich habe eine Frage bezüglich einer Fläche, welche sich mit einem Drehmoment um einen Kreismittelpunkt dreht und dabei auf eine Feder trifft. Zwischen der Feder und der Fläche befindet sich außerdem eine Kugel. Die Frage ist, ab welchem Drehmoment die Feder zusammengedrückt wird.


Ich bin neu hier und bin mir nicht sicher ob und wie man Bilder anhängen kann. Deshalb hier ein einfacher Link zu der Skizze: [as_string: Hab das Bild mal hier direkt angefügt.]

Der Winkel alpha, die Federkraft, der Radius R und der Radius der Kugel auf der Feder sind bekannt. Die Feder trifft die Fläche in ihrem Mittelpunkt.


Meine Ideen:
Mein Konzept sieht folgendermaßen aus:
Das Drehmoment M dreht die Fläche. Sobald die Fläche auf die Kugel der Feder trifft, wird eine resultierende Kraft in Richtung der Feder ausgeübt. Diese Kraft ist abhängig von dem Drehmoment, dem Winkel alpha und dem Radius R. Sobald diese Kraft gleichgroß ist wie die Federkraft, wird die Feder zusammengedrückt.

Mein Problem ist, dass ich nicht weis wie ich diese Kraft genau berechnen kann.



fHzwkx.png
 Beschreibung:
 Dateigröße:  2.43 KB
 Angeschaut:  704 mal

fHzwkx.png


gast_free



Anmeldungsdatum: 15.07.2021
Beiträge: 178

Beitrag gast_free Verfasst am: 19. Apr 2022 16:11    Titel: Antworten mit Zitat

Es sei vorrausgesetzt, das sich die Feder und Kugel nur senkrecht bewegen können. Alle waagerechten Kraftkonponenten werden durch Gegenkräfte F_x von irgendwelchen Lagern abgefangen.

r: sei der Abstand zwischen Auftreffpunkt, wo die Kugel berührt wird und dem Drehlager. Die Normalkraft FN senkrecht auf der Fläche berechnet sich aus:




Die senkrechte Kraftkomponente Fy ist für die Beschleunigung der Kugel und das Zusammdrücken der Feder verantwortlich. Diese hängt vom Drehwinkel ab.




Für die Bewegung von Kugel und Feder gilt:







roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 863

Beitrag roycy Verfasst am: 20. Apr 2022 09:24    Titel: Antworten mit Zitat

gast_free hat Folgendes geschrieben:
Es sei vorrausgesetzt, das sich die Feder und Kugel nur senkrecht bewegen können. Alle waagerechten Kraftkonponenten werden durch Gegenkräfte F_x von irgendwelchen Lagern abgefangen.

r: sei der Abstand zwischen Auftreffpunkt, wo die Kugel berührt wird und dem Drehlager. Die Normalkraft FN senkrecht auf der Fläche berechnet sich aus:




Die senkrechte Kraftkomponente Fy ist für die Beschleunigung der Kugel und das Zusammdrücken der Feder verantwortlich. Diese hängt vom Drehwinkel ab.






Das Moment müßte doch "linksdrehend" sein.
"Rechtsdrehend" hebt die "Klappe doch ab, denn das Moment soll doch auf die "Klappe" wirken?
Wozu braucht man "R"?
gast_free



Anmeldungsdatum: 15.07.2021
Beiträge: 178

Beitrag gast_free Verfasst am: 20. Apr 2022 10:41    Titel: Antworten mit Zitat

wozu braucht man r? Um aus dem Moment die Kraft an einem Punkt zu berechnen.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 863

Beitrag roycy Verfasst am: 20. Apr 2022 11:07    Titel: Antworten mit Zitat

gast_free hat Folgendes geschrieben:
wozu braucht man r? Um aus dem Moment die Kraft an einem Punkt zu berechnen.


Dazu braucht man eigentlich den senkrecht zur geneigten Fläche wirkenden Hebelarm bezogen auf den Drehpunkt mit Angriffspunkt an der Kugel.
Vermutlich kann man die Aufgabe nur "statisch" aber nicht "dynamisch" lösen.
Die Feder hat ja auch eine "Federkonstante" quer zu ihrer Längsachse.
Sobald sich die Feder etwas zusammendrückt, ändert sich u. a. fortlaufend der Winkel der wirkenden Normalkraft auf die Kugel. Die Feder muß im übrigen unten so befestigt sein, dass sie weder kippen, noch sich horizontal bewegen kann.
Das alles gibt die Skizze nicht her.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5607

Beitrag Mathefix Verfasst am: 20. Apr 2022 12:23    Titel: Antworten mit Zitat

roycy hat Folgendes geschrieben:
gast_free hat Folgendes geschrieben:
wozu braucht man r? Um aus dem Moment die Kraft an einem Punkt zu berechnen.


Dazu braucht man eigentlich den senkrecht zur geneigten Fläche wirkenden Hebelarm bezogen auf den Drehpunkt mit Angriffspunkt an der Kugel.
Vermutlich kann man die Aufgabe nur "statisch" aber nicht "dynamisch" lösen.
Die Feder hat ja auch eine "Federkonstante" quer zu ihrer Längsachse.
Sobald sich die Feder etwas zusammendrückt, ändert sich u. a. fortlaufend der Winkel der wirkenden Normalkraft auf die Kugel. Die Feder muß im übrigen unten so befestigt sein, dass sie weder kippen, noch sich horizontal bewegen kann.
Das alles gibt die Skizze nicht her.


Es handelt sich um eine Prinzipskizze.

gast_free hat Folgendes geschrieben:
Es sei vorrausgesetzt, das sich die Feder und Kugel nur senkrecht bewegen können. Alle waagerechten Kraftkonponenten werden durch Gegenkräfte F_x von irgendwelchen Lagern abgefangen.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 863

Beitrag roycy Verfasst am: 20. Apr 2022 12:38    Titel: Antworten mit Zitat

Mathefix hat Folgendes geschrieben:
roycy hat Folgendes geschrieben:
gast_free hat Folgendes geschrieben:
wozu braucht man r? Um aus dem Moment die Kraft an einem Punkt zu berechnen.


Dazu braucht man eigentlich den senkrecht zur geneigten Fläche wirkenden Hebelarm bezogen auf den Drehpunkt mit Angriffspunkt an der Kugel.
Vermutlich kann man die Aufgabe nur "statisch" aber nicht "dynamisch" lösen.
Die Feder hat ja auch eine "Federkonstante" quer zu ihrer Längsachse.
Sobald sich die Feder etwas zusammendrückt, ändert sich u. a. fortlaufend der Winkel der wirkenden Normalkraft auf die Kugel. Die Feder muß im übrigen unten so befestigt sein, dass sie weder kippen, noch sich horizontal bewegen kann.
Das alles gibt die Skizze nicht her.


Es handelt sich um eine Prinzipskizze.

gast_free hat Folgendes geschrieben:
Es sei vorrausgesetzt, das sich die Feder und Kugel nur senkrecht bewegen können. Alle waagerechten Kraftkonponenten werden durch Gegenkräfte F_x von irgendwelchen Lagern abgefangen.


Gerade das "Prinzip" sollte wenigstens stimmen.

Tja, wenn man die Realität ausblendet kann man so eine Teilrechnung durchziehen- um irgendetwas zu rechnen.
roycy



Anmeldungsdatum: 05.05.2021
Beiträge: 863

Beitrag roycy Verfasst am: 20. Apr 2022 12:47    Titel: Antworten mit Zitat

gast_free hat Folgendes geschrieben:
wozu braucht man r? Um aus dem Moment die Kraft an einem Punkt zu berechnen.

Ich hatte nicht nach "r", sondern nach "R" gefragt:
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik