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Kraft gesucht
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KMM
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Anmeldungsdatum: 09.08.2007
Beiträge: 10
Wohnort: Ebersbach

BeitragVerfasst am: 10 Aug 2007 - 07:11:10    Titel: Kraft gesucht

Guten Morgen!

Ich habe mal eine Frage zur Kräfte- bzw. Momentenberechnung:
Gegeben ist ein großes Rad mit Unwucht, welches fest auf einer drehbaren Welle gelagert ist. Nahe am Mittelpunkt (weit von Außendurchmesser entfernt) greift eine Kraft an, welche über eine Stange eingeleitet wird. Meine Frage ist nun, wie ich berechnen kann, wie groß die Kraft sein muss, damit das Rad bewegt wird (und wie ich Unwucht da einbinde)?!

Viele Grüße
Quibitcho
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Anmeldungsdatum: 26.05.2007
Beiträge: 198

BeitragVerfasst am: 10 Aug 2007 - 12:49:09    Titel:

Wenn ich die Aufgabe richtig verstanden habe, dann musst du folgendermassen vorgehen: Unwucht bedeutet, dass der Schwerpunkt des Rades nicht mit dem Mittelpunkt (da wo die Welle ist) zusammenfällt. D.h. deine Gewichtskraft erzeugt um den Mittelpunkt für bestimmte Lagen des Rades ein Drehmoment, was evt. gegen das Drehmoment dreht, welches du durch die eingeleitete Kraft erzeugst. Ich würde herausfinden, was das maximale Drehmoment ist, welches die exzentrische Gewichtskraft erzeugt. Dann muss duch die Kraft so wählen, dass das durch sie entstandene Drehmoment immer größer ist, als das Drehmoment durch die versetzte Gewichtskraft.
isi1
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Anmeldungsdatum: 10.08.2006
Beiträge: 7384
Wohnort: München

BeitragVerfasst am: 10 Aug 2007 - 12:49:28    Titel:

Zunächst brauchst Du das Trägheitsmoment des Rades.
Hast Du das - oder kannst Du es berechnen?

Dann kannst Du aus der Drehbeschleunigung das erforderliche Drehmoment berechnen und daraus - wenn Du den Radius des Angriffspunktes hast - die Kraft, die Du dort aufwenden musst.

Die Unwucht spielt vermutlich bis hierher keine Rolle.
KMM
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Anmeldungsdatum: 09.08.2007
Beiträge: 10
Wohnort: Ebersbach

BeitragVerfasst am: 10 Aug 2007 - 13:06:36    Titel:

He!
Danke erstmal.
Ich hab jetzt das Trägheitsmoment J berechnet.
Da wollte ich nun die Formel r*F=J*phi(2 Punkte drüber) benutzen. Ich denke mal, dass ihr auf diese hinaus wolltet?!
Nun ist für mich aber das Problem, dass ich nicht weiß, was ich für dieses einsetzen soll?
Quibitcho
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Anmeldungsdatum: 26.05.2007
Beiträge: 198

BeitragVerfasst am: 10 Aug 2007 - 13:46:48    Titel:

Die Formel M=J*phi ist schonmal gut. Damit weißt du welches Moment notwendig ist, um das Rad in Drehung zu bringen. Allerdings hast du durch die Unwucht ein Moment, was dem ganzen entgegen wirkt. Welche Informationen sind über die Unwucht bekannt? Du müsstest eigentlich die Verschiebung des Schwerpunktes kennen. Du brauchst dann nur noch das maximale Moment das die Unwucht erzeugt G*maximaler Hebelarm. Dieses ziehst du von dem Moment F*r (deine Kraft mit entsprechendem Hebelarm) ab. Das ist gleich M=J*phi. Auflösen nach F liefert dir das Ergebnis.
KMM
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Anmeldungsdatum: 09.08.2007
Beiträge: 10
Wohnort: Ebersbach

BeitragVerfasst am: 10 Aug 2007 - 13:55:45    Titel:

Hm, das ist gut Very Happy
Da hätte ich nur noch ne klitzekleine Frage: Was setze ich denn für das phi ein? Nur den Winkel in Bogenmaß? Wenn ja, welchen-von einer ganzen Umdrehung oder nur so viel bis Unwucht wirkt und Rad weiter dreht/beschleunigt?
Quibitcho
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Anmeldungsdatum: 26.05.2007
Beiträge: 198

BeitragVerfasst am: 10 Aug 2007 - 14:05:32    Titel:

Dieses phi ist die Winkelbeschleunigung . Also Winkelgeschwindigkeit durch ZEit. Wenn es für dich keine Rolle spielt mit welcher Winkelbeschl. du das Rad drehen lassen willst, sondern nur, wann es sich überhaupt anfängt zu drehen. Dann kannst du phi=0 setzen und folgendes rechnen:

0<F*r-G*maximaler Hebelarm
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