Technische Mechanik Aufgabe: Hilfe! (Umlenkstützlager)

Dieses Thema im Forum "techn. Mechanik" wurde erstellt von Mathies, 15 Dez. 2012.

  1. Hallo zusammen, ich brauche Hilfe bei der Berechnung der unten stehenden Aufgabe. Kann mir jemand einen Tipp geben, wie ich da grundsätzlich herangehen muss? Mir fehlt völlig der Ansatzpunkt....
    o_O


    Festigkeitsberechnung eines Umlenkstützlagers

    Für den Neubau einer Fertigungshalle werden 12 Riemen getriebene Umlenkstützlager zum Antrieb von Ventilatoren und Pumpen benötigt. Für die Antriebsseiten der Umlenkstützlager stehen Elektromotoren zur Verfügung. Es sind folgende Bedingungen einzuhalten (siehe dazu auch die unten stehende Prinzipskizze sowie das Freikörperbild auf der nachfolgenden Seite):

    Antriebsleistung: P = 4,0 kW
    Wellendrehzahl: n = 1420 U/min
    Übersetzungsverhältnis: i = 1 : 1
    Kraftumlenkung: 180° (vertikal in vertikal)
    Abstand Riemenscheibe 1 (Antrieb) bis Festlager L1 = 50 mm
    Festlager bis Loslager L2 = 200 mm
    Abstand Loslager bis Riemenscheibe 2 (Abtrieb) L3 = 60 mm
    Radius beider Riemenscheiben rR = 75 mm
    resultierende radiale Vorspannkraft je Riemenscheibe Fr = 650 N
    resultierende axiale Vorspannkraft der Riemenscheibe 2 (Abtrieb) Fa = 200 N +/- 50 N
    zulässige Vergleichsspannung für den Wellenwerkstoff V,zul = 200 N/mm2

    Den Anhang TM.pdf betrachten
    Hinweise zum Freikörperbild:
    1. im Freikörperbild sind die an den Riemenscheiben jeweils eingeleiteten bzw. abgenommenen Drehmomente Mt angetragen – diese müssen noch aus den oben vorgegebenen Größen berechnet werden;
    2. im Freikörperbild ist ebenfalls auf Höhe jeder Riemenscheiben die Kraft FAn angetragen.
    Diese Kraft kann aus dem zu übertragenen Drehmoment Mt berechnet werden.
    3. die in der Prinzipskizze angetragenen einzelnen Riemenkräfte S1, S2 , S3 und S4 brauchen für die Festigkeitsberechnung nicht explizit angegeben werden. Sie ergeben sich in geeigneter Weise aus den radialen Vorspannkräften Fr (bereits explizit vorgegeben!!!) sowie die für die Übertragung des Drehmomentes Mt notwendigen Riemenkräfte FAn (die noch zu ermitteln sind).
    4. Axiale Sicherung der Riemenscheibe auf der Abtriebsseite durch federnde Vorspannkraft von ca. 200 N  50 N bei einem zusätzlichen Verstellweg von  0,5 mm um den Einstellpunkt.

    Aufgabenbeschreibung:
    Berechnen Sie:
    1. das von der Welle zu übertragende Drehmoment Mt sowie die dazu notwendige antreibende Riemen(teil-)kraft FAn
    2. die in der x-z-Ebene wirkenden Lagerkräfte Ax, Az sowie Bz ;
    3. den Normalkraftverlauf in der Welle (einschließlich Diagrammdarstellung)
    4. den Querkraftverlauf in der Welle (einschließlich Diagrammdarstellung)
    5. den Biegemomentenverlauf in der Welle (einschließlich Diagrammdarstellung)
    6. den Drehmomentenverlauf in der Welle (einschließlich Diagrammdarstellung).

    Identifizieren Sie:
    7. denjenigen Querschnitt, in dem das betragsmäßig größte Biegemoment auftritt ( = gefährdeter Querschnitt).
    Ermitteln Sie für den gefährdeten Querschnitt:
    8. die Normalspannung z infolge der Normalkraft, die Biegespannung b sowie die Torsionsspannung t , wobei Sie einen Wellendurchmesser von d = 30 mm unterstellen;
    9. eine Vergleichsspannung V auf Basis folgender Gleichung: V = ((z + b)2 + 3t 2)0,5 .
    Vergleichen Sie und diskutieren Sie das Ergebnis mit dem vorgegebenen zulässigen Wert von V,zul .
    10. einen „optimierten“ Wellendurchmesser dopt, sodaß V  V,zul

    Ich bin über jeden Hinweis dankbar!!
     

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