Welcher Lastfall bei meiner Welle?

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Moin moin,

benötige für eine Aufgabe noch Hilfe.

Es geht um eine Welle (klassische los-fest-lagerung), die in der Mitte zwei Rollen (welle-Nabe-verbindungen) hat. Auf diesen Rollen sollen Seile aufgewickelt werden, Kraft ist bekannt. Am Wellenzapfen (kurz hinter dem Lager) wirkt der Antrieb.

Somit ist das Biegemoment ja jeweils umlaufend und kann als wechselnd angesehen werden (ich weiß auch, in welchen Bereichen es wirkt…).

Nur das Torsionsmoment macht mir sorgen.
Auch hier ist mir der Momentenverlauf klar („zwei Stufen“), nur weiß ich jetzt nicht, ob ich sowas als statisch, wechselnd oder schwellend ansehen muss :S

Kann mir bitte jemand auf die Sprünge helfen?

Vielen Dank!

#2

Hallo Lokkas,

da die Seile keine Druckkräfte übertragen können, geht von ihnen kein wechselndes Drehmoment aus.
Annahme: Am Seil wird mit Kraft F konstant gezogen, dann wird mit dem Seilrollendurchmesser R das konstante Drehmoment M = FxR erzeugt, egal ob sich die Welle dabei dreht oder still steht.
Wenn die Seilkräfte unterschiedliche Werte annehmen, dann wird das Torsionsmoment schwellend.
Aus der Beschleunigung und Verzögerung der Massen Welle, der Seilrollen und der Seile kann aber sehr wohl ein wechselnder Drehmomentenanteil erzeugt werden. Ob der im Verhältnis zu den Seilkräften vernachlässigbar ist, hängt von den Trägheismomenten und Beschleunigungen ab, das kann man ohne Angaben nicht abschätzen.

Gruß,

Doggerland

#3

Gut, F ist konstant mit 1,5 kN gegeben, ich werde es wohl dann einfach als statisch betrachten, obgleich die Kraft ja auch mal null sein könnte, z.B., wenn keine Masse an den Rollen hängt …

Dass das biegemoment wechselnd ist, ist aber doch richtig, oder?

#4

Ich frage nochmal ganz konkret:

Wenn die Welle über eine Welle-Nabe-Verbindung mit einer Rolle befestigt ist, bei der auf einer Seite etwas hochgezogen wird (indem die Rolle aufgewickelt wird durch das Drehen der Welle), dann schwankt die Torsionsbeanspruchung doch zwischen 0 und Hebelarm (Radius) mal Kraft ? Das Abrollen der Rolle ist ja nicht mit einer Torsion verbunden, da die Kraft an der Rolle das Abrollen selbst bewerkstelligen kann, richtig?

#5

Hallo Lokkas,

das Biegemoment ist wechselnd.
Das Drehmoment ist schwellend von 0 bis Kraft FxRollenradius. Bei überschlägiger Betrachtung wohlgemerkt!

Was du in deinem letzten Satz meinst, ist nicht ganz klar. Je nach dem wie genau alles berechnet werden muß, kommen Reibkräfte beim Abrollen des Seils, Lagerkräfte und die Seilmasse selbst als Einflußgrößen hinzu. Weiterhin wie ich in der ersten Antwort schon erwähnt hatte, auch eventuelle Beschleunigungs- und Verzögerungsmomente.

Gruß Doggerland

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#6

Danke für die Antwort, jetzt kann ich mit meiner Berechnung starten!

Mit dem letzten Satz meinte ich nur, dass sich beim ABROLLEN des Seils kein umgekehrtes Torsionsmoment bildet, da die Kraft des Seils ja nicht plötzlich die Richtung wechselt.