Getriebe

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo!

Ich habe von der Funktionsweise von Getrieben so eine Ahnung. Doch komme ich mit allen beteiligten Größen nicht so richtig klar. Um das zu ändern und um meine handwerklichen Fähigkeiten etwas zu trainieren, habe ich mir folgende Aufgabe ausgedacht:

Ich möchte einen Ventilator (oder so ein Kinderwindrad) so schnell wie möglich mit Elektromotoren drehen.

Doch bei der Realisierung brauche ich etwas Hilfe.
Bei Conrad habe ich einige Modellbauelektromotoren gefunden.
Spontan ist mir einer für 15 Euro ins Auge gefallen. Er hat eine Abgabeleistung von 128 W und eine Drehzahl von 21800 U/min.
Wie würde ich jetzt mit dem Motor den Ventilator drehen können?
Kann ich den einfach an die gleiche Achse wie den Propeller hängen? Oder muss da ein Getriebe dazwischen? Wonach eintscheidet sich, ob und was für ein Getriebe ich brauche?

Wenn ich den Ventilator mit zwei gleichen Motoren antreiben würde, müsste er sich ja 1,5-Mal so schnell drehen, da der Luftwiderstand des Propellers im Quadrat zunimmt.
Muss ich das Getriebe hierfür aber ändern?

Ich weiß nicht so recht, wie ich mit einem Motor mit einer bestimmten Leistung optimal ein Propeller mit einem bestimmten Widerstand drehen kann.
Wie hängen Leistung, Drehzahl des Motors, Drehmoment, Widerstandskraft des Propellers und Drehzahl des Propellers zusammen? Wie wirkt ein Getriebe auf diesen Zusammenhang?

Vielleicht kann mir jemand das kurz sortieren. Über erklärenden Lesestoff wäre ich auch sehr glücklich.

Gruß
Paul

#2

Bei Conrad habe ich einige Modellbauelektromotoren gefunden.
Spontan ist mir einer für 15 Euro ins Auge gefallen. Er hat
eine Abgabeleistung von 128 W und eine Drehzahl von 21800
U/min.

Wie hängen Leistung, Drehzahl des Motors, Drehmoment,
Widerstandskraft des Propellers und Drehzahl des Propellers
zusammen?

Hallo

Wenn ein Elektromotor mit 21800 U/min dreht, muss das bei Nulllast sein. Ich bezweifle diese Zahl sehr bei 128 Watt.

Der dreht bestimmt nicht so hoch, denn da müsste die innere Reibung unglaublich klein sein.

Sobald du eine Last anhängst, stellt sich die neue Drehzahl ein.

Ein grosses Windrad würde sich dann gar nicht mehr drehen.

Drehmoment x Drehzahl = Leistung = 128 Watt M*Omega=P
M=Drehmoment Nm
Omega=Winkelgeschwindigkeit rad/s
P=Leistung Watt

Gehen wir von 128 Watt Leistung aus. Es gehört zwar zu Mechanik und Konstruktion.

Omega=Phi/t

Winkelgeschw.= Winkel/Zeit

Winkel in RAD. Bogenmass.

Du kannst jetzt ein Drehmoment annehmen und dann die Winkelgeschw. ausrechnen oder die Geschw. annehmen und daraus das Drehmoment ausrechnen.

Hier sehe ich ein Getriebe nicht für sinnvoll an.
Ein Getriebe brauchts erst, wenn du Kraft erreichen willst.
Grosse Kraft=langsame Drehzahl.Energieerhaltungssatz.

Hier beim Windrad ist das Lastmoment gegeben.

Im Drehmoment-Geschwindigkeits Diagramm siehst du, wie sich Motorkennlinie und Lastmoment schneiden, wenn du alle Werte als Graph darstellen würdest.

Aber wir können es mal durchrechnen und annehmen, dass das Lastmoment etwa 2Nm beträgt.

Winkelgeschw.=Leistung/Drehmoment

Omega=128/2
=64 rad/s

Omega=2Pi mal n/60Sekunden

n=60Omega/2Pi

n=Drehzahl pro Minute

n=30 mal 64 durch Pi
n=1920 Durch 3.14 sind ungefähr 600 U/min.

Gruss
Beat

#3

Ich möchte einen Ventilator (oder so ein Kinderwindrad) so
schnell wie möglich mit Elektromotoren drehen.

Doch bei der Realisierung brauche ich etwas Hilfe.
Bei Conrad habe ich einige Modellbauelektromotoren gefunden.
Spontan ist mir einer für 15 Euro ins Auge gefallen. Er hat
eine Abgabeleistung von 128 W und eine Drehzahl von 21800
U/min.

Hallo, Paul,
was meinst Du genau mit „Kinderwindrad“? (so eine kleine Plastikwindmühle?)
Welchen Durchmesser hat das Windrad? Aus welchem Material?
Bei 21.800 U/min gehe ich davon aus, daß das Windrad je nach Größe und Auswuchtung auseinanderfliegt.(sollte diese Drehzahl mit dem 128W- Motor überhaupt erreichbar sein.
Wie willst Du das Windrad mit 21.800 U/min vor Eingriff mit den Fingern schützen?
Also, hier fehlen zu viele Details, um konkret etwas zu beurteilen.
Gruß:
Manni

#4

Hallo!

Scheinbar wurde ich in Bezug auf die Drehzahl falsch verstanden. Die 21.000 Umdrehungen/min habe ich aus dem Datenblatt des Motors. Dieser dreht sich also im Leerlauf so schnell.
Der Propeler wird sich jedoch viel langsamer drehen.
Ich habe an so einen Tischventilatorpropeller gedacht.
(http://www.kalimu.de/catalog/images/807806.jpg)

Wenn so einer zu schwer gewesen wäre, hätte auch so eine kleine Kinderplastikwindmühle ausgereicht. Aber der Lüfter, den man im verlinkten Bild sieht, soll 35 Watt haben; somit sollte ich ihn mit einem „128 Watt“-Motor betreiben können.
Soviel erstmal zum Missverständnis.
Beats Artikel werde ich morgen ausführlich durchsehen und bearbeiten. Jetzt um 24 Uhr blinkt bei mir die Warnleuchte TOO MUCH INPUT.

Gruß
Paul