Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Drehmoment - Linearantrieb - Kraft


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von Dussel (Gast)


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Moin,

ein Motor mit 4 Nm treibt eine Gewindespindel mit einer Steigung von 3 
mm pro Umdrehung an.
Berechnet werden soll die Vorschubkraft. Ich habe das über das 
Gleichsetzen der Energie gemacht mit W = F * s und W = M * phi, also M * 
phi = F * s. Aufgelöst wird das zu F = M * phi / s.
Mit den gegebenen Werten wird das zu F = 4 Nm * 2pi / 3e-3 m = 8377 N.
Rein vom Gefühl her finde ich das Ergebnis sehr groß. Ist das Ergebnis 
richtig?

Welchen Wirkungsgrad kann man bei einer Trapezgewindespindel 
größenordnungsmäßig erwarten? Wenn ich in 
https://www.nadella.de/fileadmin/data/02_Produkte/THK/Nadella-THK-16-Trapezgewindespindeln.pdf 
auf Seite 16-8 nachsehe und die 3 mm pro Umdrehung bei einer 
20-mm-Spindel annehme, komme ich auf einen Steigungswinkel von 2,7 ° und 
nach Diagramm im besten Fall auf einen Wikrungsgrad von etwas über 30 %.
Ist das realistisch?

von U. B. (Gast)


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Für mein Gefühl: Ja,
bzw. eher weniger.

von Dussel (Gast)


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U. B. schrieb:
> Für mein Gefühl: Ja,
> bzw. eher weniger.
Meinst du den Wirkungsgrad? Bei der Kraft frage ich mich ja, ob es nicht 
weniger ist.

von Nils B. (hbquax)


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Bei Spindeln, außer bei mehrgängigen mit sehr hoher Steigung, geht immer 
die meiste Arbeit in die Überwindung der Reibung.

von Dussel (Gast)


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Also sind meine Werte anscheinend nicht vollkommen falsch.
Danke.

von Grummler (Gast)


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Dussel schrieb:

> Mit den gegebenen Werten wird das zu F = 4 Nm * 2pi / 3e-3 m = 8377 N.
> Rein vom Gefühl her finde ich das Ergebnis sehr groß. Ist das
> Ergebnis richtig?

Habe nicht exakt nachgerechnet, aber grob passt das schon.


> Welchen Wirkungsgrad kann man bei einer Trapezgewindespindel
> größenordnungsmäßig erwarten?

M.W. sagt man als Anhaltspunkt: Unter 50%.


> nach Diagramm im besten Fall auf einen Wikrungsgrad von
> etwas über 30 %. Ist das realistisch?

Ja.
Das sind aber trotzdem noch 2.5kN...

von Dussel (Gast)


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Grummler schrieb:
> Das sind aber trotzdem noch 2.5kN...
Mich hat trotzdem der Wert überrascht. Vom Gefühl hätte ich gesagt, dass 
der Wirkungsgrad ziemlich hoch sein müsste.
Nochmal danke.

von tom (Gast)


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Bei Kugelrollspindeln rechnet man i.A. mit 90% Wirkungsgrad, bei 
Trapezgewinde sind 30% eine brauchbare Größenordnung.

Die Vorschubkraft berechnet sich so:
F=2*pi*eta*M/h mit h=Spindelsteigung, eta=Wirkungsgrad
Mit deinen Werten komme ich da auf 2.500N. Das passt also zu deinen 
Berechnungen.

Gruß
Tom

von Dussel (Gast)


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Auch danke für die weitere Bestätigung.

von herbert (Gast)


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Ich habe mal eine M3 Senkschraube mit 2K Kleber auf die raue Seite einer 
Hartfaser-Platte geklebt. Um festzustellen wie belastbar die Verbindung 
ist,und ob das meinen Anforderungen gerecht wird habe ich einfach mit 
einer Schnur Ballast angebunden und erhöht bist die Verbindung in 
Zugrichtung und Querrichtung nachgegeben hat. Das ging schnell und ohne 
Taschenrechner bzw. Mathe-Studium.Jetzt kenne ich mich aus!

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