Hallo, ich habe eine Frage. Wie kann ich die Kraft oder den Druck auf ein Objekt berechenen, wenn eine Schraube reingedreht wird und dereb Spitze auf eine Oberfläche drücken soll? Danke im Voraus. Liebe Grüße
Stell dir eine Schraube als Keil vor. Dadurch wirkt sie wie ein Hebel. Dann kannst du aus dem Drehmoment der Schraube das "Schubmoment" des Keiles berechnen und über den Hebel das ganze dann in Kraft, die auf die Spitze drückt, umrechen. Bei Schrauben gibt es ansonsten die Klemmkraft, mit der eine Schraube zwei Werkstücke aneinander presst. Bei deiner Konfiguration wäre die Klemmkraft die Druckkraft auf die Spitze. Auch da gibt es Formeln für Gewindesteigung und Drehmoment auf Kraft. Problematisch sind bei normalen Schrauben dann allerdings Haftreibungen und ähnliche Effekte. Wenn es genau sein soll, würde man dafür entsprechende Spindeln nehmen.
Gast
#6361115
Jakob R. schrieb: > Hallo, > > ich habe eine Frage. Wie kann ich die Kraft oder den Druck auf ein > Objekt berechenen, wenn eine Schraube reingedreht wird und dereb Spitze > auf eine Oberfläche drücken soll? Danke im Voraus. > > Liebe Grüße FH Bielefeld Student?
Ich würde die Schraube vor allem mit einem Drehmomentschlüssel anziehen. Damit habe ich schon mal einen Messwert in Newtonmeter. https://de.wikipedia.org/wiki/Drehmoment https://de.wikipedia.org/wiki/Drehmomentschl%C3%BCssel Das Gewinde ist physikalisch eine schiefe Ebene, nur aufgewickelt. https://de.wikipedia.org/wiki/Schiefe_Ebene Der Winkel ergibt sich aus der Gewindesteigung. Die Reibungen sind zwar für die Haltbarkeit der Schraubverbindung wichtig, aber ich denke, die braucht man für die gesuchte Berechnung nicht. Sonst wird das eine sehr komplizierte Angelegenheit.
Christoph db1uq K. schrieb: > Die Reibungen sind zwar für die Haltbarkeit der Schraubverbindung > wichtig, aber ich denke, die braucht man für die gesuchte Berechnung > nicht. Sonst wird das eine sehr komplizierte Angelegenheit. Genaugenommen nicht nur die, sondern auch noch eine Reihe von weiteren Einflüssen. Z.B.: https://de.wikipedia.org/wiki/Montagevorspannkraft https://de.wikipedia.org/wiki/Nachgiebigkeit_(Werkstoffkunde) https://de.wikipedia.org/wiki/Vorspannkraftverlust https://de.wikipedia.org/wiki/Kategorie:Schraubverbindung https://www.schweizer-fn.de/maschinenelemente/schraube/schraubenverbindung.php https://www.ulrich-rapp.de/stoff/maschinenelemente/Schraubenberechnung_Einlegeblatt_TabB.pdf Und dazu kommt ggf. auch noch das Temperaturverhalten der verschiedenen Materialien... Das Thema kann man beliebig komplex ausweiten (wenn man Maschienenbaustudenten so richtig ins Schwitzen bringen will:-).
Einfach gesprochen: Anknallen bis Wasser kommt--->Passt
Danke für die schnelle Antworten. Ich werde die Schraube nicht fest anziehen. Mein Aufbau funktioniert ca. so: Ich drehe die Schraube bis zur Mitte. Die Schrauben bekommen einen speziellen Aufsatz für die Stifte von Schrittmotoren. Per Programm sage ich dann, dass ein bestimmter Schrittmotor sich um x mm bewegen soll. Dann wird die Schraube um x mm reingedreht. Man kann dann auch die Schrauben wieder rausdrehen. Für Simulationen mit Ansys brauch ich die Kraft, die auf eine bestimmte Oberfläche ausgeübt wird. Kann ich das auch mit den obigen Ansätzen berechnen? wut schrieb: > Jakob R. schrieb: >> Hallo, >> >> ich habe eine Frage. Wie kann ich die Kraft oder den Druck auf ein >> Objekt berechenen, wenn eine Schraube reingedreht wird und dereb Spitze >> auf eine Oberfläche drücken soll? Danke im Voraus. >> >> Liebe Grüße > > FH Bielefeld Student? Nee bin nicht an der FH Bielefeld.
Gast
#6361391
Jakob R. schrieb: > Nee bin nicht an der FH Bielefeld. Geht auch nicht, weil gibst net - Bielefeld.
Das Newtonmeter ist eine seltsame Größeneinheit. Je nachdem ob Strecke
und Kraft in derselben Richtung verlaufen oder senkrecht zueinander ist
es eine Maßeinheit für Energie oder Drehmoment.
Aus dem gemessenen oder eingestellten Solldrehmoment und der Hebellänge
kann man die Kraft berechnen, mit der man am Hebel zieht.
Das Hebelgesetz der schiefen Ebene macht daraus eine größere Kraft, mit
der die Schraubenspitze auf das Hindernis drückt.
Das alles natürlich unter den vereinfachenden Annahmen der theoretischen
Mechanik ("masselose Stangen, reibungsfreie Unterlagen")
Irgendwie lässt sich das so rechnen ("nach kurzer Rechnung folgt" heißt
das beim Physiklehrer).
Gast
#6362042
Christoph db1uq K. schrieb: > Das Newtonmeter ist eine seltsame Größeneinheit. Je nachdem ob Strecke > und Kraft in derselben Richtung verlaufen oder senkrecht zueinander ist > es eine Maßeinheit für Energie oder Drehmoment. Energie ist es nur, wenn es sich bewegt. Daher ist es dasselbe.
Hallo, leider versteh ich nur Bahnhof. Ich kenn mich mit Mechanik nicht aus. Gibt es irgendwelche Formeln in der ich die Daten der Schrauben eintragen kann und und grob die Kraft ausrechnen kann? Liebe Grüße
Zeig uns doch mal eine Skizze, ich bin mir nicht so sicher, ob ich das vor Augen habe, was du meinst.
Gast
#6363011
Jakob R. schrieb: > ich habe eine Frage. das war der veständliche Teil Deines Posts. > Wie kann ich die Kraft oder den Druck auf ein > Objekt berechenen, was für ein Objekt? Vielleicht nur die Fläche der Schraube gemeint? > wenn eine Schraube reingedreht wird in das Objekt? Oder durch das objekt, falls ja: > und deren Spitze auf eine Oberfläche drücken soll? Also eine Schraube wird durch das Objekt geschraubt, dann fährt die Schraubenspitze gegen eine andere Oberfläche und drückt das Objekt mit einer Kraft X davon weg? Also wie bei einer Zwinge oder einem Schraubstock (bzw. genau andersrum)? Nun, die Kraft ist Abhängig vom Drehmoment, mit dem die Schraube angezogen wird (oder was Dein Schrittmotor aufbringt) und der Steigung. Nehmen wir an, ohne Reibung: Da Energie dann nicht gewonnen oder verloren wird, ist Kraft * Weg gleich. Kraft * Weg für eine Schraubenumdrehung ist der Wert des Drehmoments M (z.B. M = 1 Nm, egal ob 1N an 1m oder 1000N an 1mm) * Weg für eine Umdrehung (Hebellänge x 2Pi) --> M*2Pi Kraft*Weg für die Spitze der Schraube ist ... Kraft*Weg. Messe oder errechne also, wie weit sich die Schraube bei einer Umdrehung bewegt. z.B. s=1mm. Dann ist F*s=M*2Pi --> F=M*2Pi/s Wenn Dein Motor also 1Nm aufbringt, und die Schraube sich pro Umdrehung um 1mm bewegt, dann ist die Kraft der Schraube bei voller Leistung des Motors F = 1Nm*6,283/1mm = 6283 N oder äquivalent zu etwa 630kg.
Gast
#6367598
Ohje, was die Leute hier für Dinge schreiben... Manch einer war schon auf dem richtigen Weg, gesucht ist die Längskraft die sich aus dem auf die Schraube einwirkenden Drehmoment ergibt. OHNE Berücksichtigung der Reibung ergibt sich der folgende Zusammenhang: Fl = Fu/tan(phi) mit Fu = M/r Fl = Längskraft Fu = Umfangskraft an der Schraube Phi = Winkel der Gewindesteigung r = Radius der Schraube Sollte es sich hierbei um einen Teil einer studentische Arbeit handeln, würde ich Dir als Betreuer diese vereinfachte Betrachtung nicht durchgehen lassen. Der obere Text soll Dich nur zum Denken anregen, wie die Verhältnisse unter Berücksichtigung der Reibung aussehen. Gerade zu Zeiten des Internets sollte eigentlich jeder in der Lage sein solch einfache Zusammenhänge zu recherchieren und nachvollziehen. Viel Erfolg, bei konkreten Fragen helfe ich gerne weiter.
Gast
#6373917
Hier für die Faulen: https://www.gueldner.com/drehmomentrechner.html Und hier für die, die tatsächlich schlauer werden wollen: https://de.wikipedia.org/wiki/Klemmkraft Von da aus geht es dann weiter... Vermutlich ist schon das selbstständige googeln nach einem Begriff wie Klemmkraft schon zu viel erlangt.