Antriebsstrang ohne Schmierung

Dieses Thema im Forum "Konstruktion" wurde erstellt von CADAlexCAD, 12 Aug. 2018.

  1. Hallo,

    hätte jemand von euch eine Lösung für mein Problem?

    Die Ausgangssituation sieht wie folgt aus:

    Ein dreistufiger Antriebsstrang (2x Kegelräder, 1x Schneckenrad) verdreht eine Satellitenschüssel. Zusatzbedingung ist, das dieser ohne Schmierung läuft.

    Mein Gedankengang ist folgender: Das komplette Antriebsmoment geht in den Verzahnungen verloren, in den Lagern geringfügig wenig. Am Satellit kommt theoretisch kein Moment mehr an, nach actio=reactio reicht ein marginal höheres Antriebsmoment zu Verdrehung. Also anders wie beim Auto, wo man ein Abtriebsmoment auf die Straße bringt.

    Wie berechnet man jetzt die eingehenden Leistungen/Momente für die jeweiligen Wellen?

    Mein Gedankengang: Klassisch den jeweiligen Wirkungsgrad über \eta =1-\mu \cdot H_{V} berechnen. Ich treffe dann die Annahme, dass das Verhältnis der Wirkungsgrade zueinander gleich bleibt, sich eben nur aufgrund der fehlenden Schmierung drastisch verschlechtert.
    Ich bin mir nur nicht sicher wie man das dann weiter berechnet.

    Ich würde die Verluste irgendwie hochskalieren:
    - Verlust für jede Übersetzung aus Wirkungsgrad:
    V_{i} =1-\eta _{zi}
    - Mein neuer Gesamtverlust ist:
    V_{ges} = \bigsum_{k=1}^4~V_{i}
    - dadurch berechne ich die neuen Verluste der jeweiligen Stufen:
    P_{V.i.skaliert} =\frac{P_{ein}\cdot V_{i} }{V_{ges} }
    - damit kann ich wiederum eine neue Reibzahl berechnen:
    \mu_{i} =\frac{P_{V.i.skaliert} }{(P_{ein}-P_{V.i-1.skaliert )\cdot H_{V.i} }
    - mit den neuen Reibzahlen beginne ich wieder von vorne: Wirkungsgrad -> Leistung -> Moment

    Stimmt das so? Ich bin mir einfach sehr unsicher ab dem Punkt, wo ich die Verluste einfach addiere.

    Vielen Dank im Vorraus

    Alex
     
    #1 CADAlexCAD, 12 Aug. 2018
    Zuletzt bearbeitet: 12 Aug. 2018
  2. Ohne Schmierung?
    Da würde ich Zahnräder aus Kunststoff nehmen.
    Dreht sich die Schüssel dauernd?
    Beim Anlaufen kommt es auf das Massenträgheitsmoment u. die Anlaufzeit an.
     
  3. ... und schön abdecken, damit kein Staub, Schnee oder Vogelscheiße drauffällt
    Die Schüssel musst du unbedingt in eine Richtung vorspannen, damit der Totgang eliminiert wird,
    sonst reicht geringer Wind und du siehst nix.
    (Das bewirkt natürlich auch ein Moment!)
     
  4. Du meinst die Zahnräder hängen frei im Raum rum ohne Lagerung?
    Die Lager müssen doch ohnehin in einem Gehäuse untergebracht werden (ebenso wie die ZR), wenn mann's vernünftig macht;-)
     
  5. Danke für eure Antworten. Das alles ist ein Gedankenexperiment. Daher sind die Annahmen so wie sie sind ;)


    Mich interessiert in erster Linie die Berechnung mit den Verlusten. Meint ihr das passt so?
     
  6. Du kannst wahrscheinlich bis zum Sankt- Nimmerleins- Tag weiterrechnen;-)
    Oder du bist bei der Selbsthemmung des Getriebes angelangt.
     
  7. Nachdem sich die Satellitenschüssel nur SEHR LANGSAM drehen muss,
    aber die Lagerung sehr stabil und windfest ausgeführt sein muss
    geht das Antriebsmoment praktisch komplett in der Lagerreibung auf.
    Die Verluste werden winzig sein - vor allem deshalb,
    weil sie auch nur sehr kurze Zeit auftreten.

    Den Antrieb leistungsmäßig nach unten zu lizitieren
    und den teuren Mikro-Getriebemotor statt dem billigen Standardmurl zu nehmen,
    wird - sobald die Reibung aufgrund von ein bisschen Staub oder Korrosion steigt -
    sehr schnell zum Misserfolg.
     
  8. Ich halte das ganze für Nonsens;-)
    Und welche Einheiten haben deine Verluste?
    % ?
    t ?
    km ?
    kW ?
     
  9. Wann "das komplette Antriebsmoment geht in den Verzahnungen verloren" gehen soll. Was treibt dann bitte schön die Schüssel an?
    Es muss erst einmal die Massenträgheit + das Losbrechmoment überwunden werden. Von daher kann nicht das komplette Abtriebsmoment durch Gleitreibung verloren gehen.
     
  10. Ich freu mich wirklich sehr über die Diskussion!

    Da bin ich deiner Meinung!
    Daher hätte ich die Verluste in den Verzahnungen hochskaliert. Je 20 % gehen in den Kegelrädern Verloren und 60 % in der Schneckenverzahnung. Damit berechne ich einen neuen Reibwert, wodurch sich neue Wirkungsgrad ergeben. Der kleine Rest an Leistung der nach dieser Schleife heraus kommt, geht noch in den Lagern verloren und reicht als Ausgangsleistung zur Verdrehung aus.

    Der Knackpunkt ist für mich das 20,20,60. Hier will ich eben angreifen. Typisch bei Schmierung sind Wirkungsgrade von 0.98, 0.98 und 0.6.
    Hättet ihr da keinen Ansatz wie man das skalieren kann, wobei man die Verhältnisse bei behält?

    Ich würde meine Überlegungen wirklich auf die fehlende Schmierung in den Verzahnungen konzentrieren. Äußere Einflüsse wie Wind, Schnee, Schmutz etc. sollen keine Rolle spielen.

    [​IMG]
    also Prozent

    Das habe ich auch zuerst gedacht. Aber deswegen das Beispiel mit dem Auto, dort wird eine Kraft auf die Straße ausgeübt. Das Ausgangs-Moment bzw. die Ausgangs-Leistung muss doch irgendwo hin. Oder seht ihr das anders? Meiner Meinung nach wird diese eben in den Verzahnungen zu Wärme.

    Grüße
     
    #10 CADAlexCAD, 15 Aug. 2018
    Zuletzt bearbeitet: 15 Aug. 2018
  11. Ich formuliere es nochmal anders:
    Alle Bedingungen sind wie in einem idealen Getriebe/Antriebsstrang. Nur wird jetzt die Schmierung an den Übersetzungen entfernt. Demnach müssen die Reibungen stark ansteigen. Jedoch gibt es dafür keine Wirkungsgrade von Herstellern oder ähnlichem.

    Wie würdet ihr die neuen Wirkungsgrade berechnen?

    Ohne jetzt Kunststoffräder zu nehmen oder es ganz sein zu lassen ;)
     
  12. Beim Auto wird deshalb eine Zugkraft ausgeübt, weil eben nicht die komplette Motorleistung als Reibungsenergie im Antriebstrang verpufft. Wäre das der Fall, würde sich das Fahrzeug keinen Meter bewegen. Und die überschüssige Motorleistung als Zugkraft beschleunigt eben solange die translatorischen Massen, bis ein Gleichgewichtszustand zwischen Fahrwiderstand und Zugkraft eingestellt hat.
    Von daher wird sich die Schüssel garantiert keinen Grad drehen.

    Zur Vorgehensweise:

    - Trägheitsmoment der Schlüssel
    - Reibung der Schüssel (Wind) + Rückstellmoment
    - Trägheitsmoment Zahnradpaare, Welle + Lager
    - Haft und Gleitreibung der Zahnradflanken

    ermitteln, fertig,

    Haft- und Gleitreibungskoeffizienten für verschiedene Materialpaarungen sind im Netz zu finden. Gehärteter Stahl auf gehärteter Stahl, hat z.B. ein Haftreibungskoeffizient von 0,78, sowie ein Gleitreibungskoeffizient von 0,42. Aus diesem Grund wird solch eine Materialpaarung auch geschmiert. Selbst ohne Schutzgehäuse werden solche Zahnradflankne mind. gefettet.
     
  13. Gar nicht - die WEISS man:
    Wenn sich die Schüssel nicht (mehr) bewegt,
    ist der Wirkungsgrad schlicht und ergreifend Null.
    Ich wette, du hast NOCH NIE irgendetwas gebaut[/QUOTE]Ich wette, du hast NOCH NIE irgendetwas gebaut.
     
  14. Wie groß und wie schwer ist denn diese Satelitenschüssel so ungefähr?
    Welche Drehzahl soll sie aufweisen?
     

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