Hallo zusammen, ich bin gerade dabei das Konstruieren zu lernen und wurde bald gerne einige kleine Maschinen konstruieren. Ein großes Problem was ich zur Zeit sehe, ist wie man eine zuverlässige Verbindung zwischen Bauteilen schafft. Ich würde zum Beispiel gerne eine Vorrichtung bauen, mit der ich die Bahn der Sonne verfolgen kann, wie soetwas: https://grabcad.com/library/dual-axis-solar-tracker-2 Ich habe mit meinem Prusa-3D Drucker schon ein Zahnrad gedruckt, dass von einem Metallzahnrad angetrieben wird, welche mit einer kleinen Schraube gegen den Schaft befestigt wird. So ähnlich wie das hier: https://www.google.de/search?q=zahn...5#imgdii=aqeil5iykyDCoM:&imgrc=-7Yko2bztIAMZM: Mein Problem dabei ist aber, dass das ja nur eine Kraftschlüssige Verbindung ist. Wenn ich jetzt etwas bauen wil, dass 30 Jahre auf einem Dach ohne Wartung auskommen soll, finde ich soetwas nicht geeignet. Die meisten Eletromotoren die ich so gefunden habe haben einen runden Schaft. Weiss jemand warum es so wenige Schafte gibt, die zum Beispiel eine abgeflachte Seite haben, damit die Verbindung formschlüssig und damit (meiner Meinung nach) zuverlässiger wird? Oder werden solche Motoren einfach nur dort verwendet, wo ein Nachziehen der Schrauben akzeptabel wäre? Kennt jemand Formeln um zuverlässig zu berechnen, wie fest die Schraube angezogen werden muss? Viele Grüße
A. C. schrieb: > Die meisten Eletromotoren die ich so gefunden habe haben einen runden > Schaft. Weiss jemand warum es so wenige Schafte gibt, die zum Beispiel > eine abgeflachte Seite haben, damit die Verbindung formschlüssig und > damit (meiner Meinung nach) zuverlässiger wird? Weil die Verbindung anscheinend auch so zuverlässig genug ist? > Oder werden solche Motoren einfach nur dort verwendet, wo ein Nachziehen > der Schrauben akzeptabel wäre? Warum sollte man die Schrauben nachziehen? Richtig ausgeführte Schraub- verbindungen halten problemlos über mehrere Jahrzehnte.
Wenns's gut werden soll: Bei "richtigen" Motoren: Passfeder Bei Modellmotoren: Spannsatz, so z.B.: https://www.bengs-modellbau.de/material/baumaterial/spannsaetze-fuer-10mm-welle oder Spannkonus: http://www.vogel-modellsport.de/Spannkonus-Al-M8-5-0mm-aero-naut-Modellbau-712417.htm?SessionId=&a=article&ProdNr=8-712417 oder kleben Im Maschinenbau: Passfeder in Welle, Nut in Nabe für unverschiebbare Verbindung, Passfer in Nabe , Nut in Welle für axial verschiebbare Verb., Keilwelle/Keilnabe bei axial verschiebbaren Verbindungen MfG Johannes
Roloff Matek: Maschinenlemente Kapitel 12: Elemente zum Verbinden von Welle und Nabe Auszug: https://books.google.de/books/about/Roloff_Matek_Maschinenelemente.html?id=p-1rCgAAQBAJ&printsec=frontcover&source=kp_read_button&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false
A. C. schrieb: > Mein Problem dabei ist aber, dass das ja nur eine Kraftschlüssige > Verbindung ist. Wenn ich jetzt etwas bauen wil, dass 30 Jahre auf einem > Dach ohne Wartung auskommen soll, finde ich soetwas nicht geeignet. Verstehe ich nicht. Muss ich aber auch nicht, weil nicht mein Problem.
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A. C. schrieb: > Ich würde zum Beispiel gerne eine Vorrichtung bauen, mit der ich die > Bahn der Sonne verfolgen kann, wie soetwas: > https://grabcad.com/library/dual-axis-solar-tracker-2 Wer das GEMALT hat, hat von Mechanik u. Metallbau absolut NULL AHNUNG! Nur weil ich ein 3D-Malprogramm habe kann ich noch lange nicht konstruieren. Ich hab im vorigen Jahrtausend das Konstruieren und Zeichnen von 2D-Zeichnungen gelernt. Damals mit Bleistift und Tusche, Lineal u. Zirkel. Seit nun 16 Jahren mach ich das mit dem PC. Aber meine Zeichnungen sind immer noch 2D. Sehen nicht so "cool" aus, aber dafür sind sie normgerecht, korrekt bemasst, und jeder jeder richtige Handwerker kann danach fertigen.
Ok, danke schonmal. Wenn jetzt so ein Motor in einer professionellen Maschine verbaut wird, verwendet man dann in der Fertigung Drehmomentschlüssel um eine korrekte Verbindung sicher zu stellen? Falls ja, wie wird das Notwendige Drehmoment berechnet?
1. Das was du suchst heißt Spannbuchse. Wurde oben schon verlinkt 2. Wenn du Konstruieren lernen willst, wechsel den Lehrer! Die verlinkte Grafik ist ja hübsch und bunt und 3D aber als Konstruktionszeichnung a) unbrauchbar und b) eine Zusammenfassung gefühlt aller Fehler die man machen kann. Es gibt KEIN Element in dieser Konstruktion an dem ich nicht herummeckern würde und ich bin nur einfacher Hobbyschlosser ohne große Ahnung vom Maschinenbau.
Max M. schrieb: > Wer das GEMALT hat, hat von Mechanik u. Metallbau absolut NULL AHNUNG! Stimmt. Das sieht wie eine Fishertechnik-Konstruktion aus. Max M. schrieb: > Nur weil ich ein 3D-Malprogramm habe kann ich noch lange nicht > konstruieren. > Ich hab im vorigen Jahrtausend das Konstruieren und Zeichnen von > 2D-Zeichnungen gelernt. Damals mit Bleistift und Tusche, Lineal u. > Zirkel. > Seit nun 16 Jahren mach ich das mit dem PC. Aber meine Zeichnungen sind > immer noch 2D. Sehen nicht so "cool" aus, aber dafür sind sie > normgerecht, korrekt bemasst, und jeder jeder richtige Handwerker kann > danach fertigen. Konstruktion (Modellierung) != Werkstattzeichnung! A. C. schrieb: > Wenn jetzt so ein Motor in einer professionellen Maschine verbaut wird, > verwendet man dann in der Fertigung Drehmomentschlüssel um eine korrekte > Verbindung sicher zu stellen? Ein richtiger Mechaniker hat ein festintegriertes Torquemeter in der Hand. > Falls ja, wie wird das Notwendige Drehmoment berechnet? Dafür gibt es Formelsammlungen. Wobei man sich sowas auch herleiten kann.
A. C. schrieb: > Ich würde zum Beispiel gerne eine Vorrichtung bauen, mit der ich die > Bahn der Sonne verfolgen kann, wie soetwas: > https://grabcad.com/library/dual-axis-solar-tracker-2 Wenn ich die Größenverhältnisse über den Schrittmotor für's Kippen abschätze, dann vermute ich, daß da ein ausgewachsenes Solarpanel bewegt werden soll. Vor der Auswahl der Verbindungen sollte man sich da erst mal über die wirkenden Kräfte und Momente im klaren werden. Auf dem Dach, bei Windböen wie heute. Ich würde das Kippen eher über eine Stange/Spindel bewegen. Pollin hat da einen Antrieb um 15€, der für ein ProofOfConcep taugen sollte. So wie im Beispiel mit 1:1 Zahnrad an Schrittmotor macht dieser 50 Schritte zwischen Min und Max, muß aber viele Nm festhalten können.
An einer professionellen Maschine wirst du eher selten Verbindungen zwischen Welle und Nabe finden die nur über die punktuelle Klemmkraft von Schrauben auf einer ansonsten glatten Welle gehalten werden. Das kann man mal in der Hobbybude für ugly Construction machen... Das Drehmoment ist dann mit "so viel dass das Gegengewinde gerade nicht ausreißt" definiert. Und meistens rutscht es dann doch irgendwann. Dafür gibt es so viele Lösungen. Wenn es einfach und billig sein soll kannste die Verbindung verstiften. Mit Taperbüchsen oder Spannhülsen läuft das am Ende sogar rund. Nut und Feder-Verbindungen sind althergebracht und bewährt... Aufschrumpfen und selbst Schweißen wären auch Optionen (ziemlich endgültige, aber Optionen). Lass mich mal so sagen: Die Verbindung zwischen Welle und Nabe ist bei diesem Verhau deine geringste Sorge.
A. C. schrieb: > Ein großes Problem was ich zur > Zeit sehe, ist wie man eine zuverlässige Verbindung zwischen Bauteilen > schafft. Bewegte Teile sind immer aufwendig und anfaellig. Die "einfache" Loesung gibt es selten. > Die meisten Eletromotoren die ich so gefunden habe haben einen runden > Schaft. Das hat sicherlich damit zu tun in welcher Leistungsklasse du gesucht hast, bei 1mNm Drehmoment wuerde auch ein Kaugummi als Welle-Nabe-Verbindung reichen. > Weiss jemand warum es so wenige Schafte gibt, die zum Beispiel > eine abgeflachte Seite haben, damit die Verbindung formschlüssig und > damit (meiner Meinung nach) zuverlässiger wird? Bei abgeflachter Seite ist die Verbinungsart (per Schraube) bereits vorgegeben, andere Verbinungsarten sind dann nicht moeglich. Sowas gibts z.B. im Modellbaubereich. Bei runder Welle kann die Nabe aufgepresst oder geklebt werden (oder auch geschraubt). Du musst dir halt die wirkenden Drehmomenten anschauen. Am kleinen Motor sind die sehr klein, am Getriebeabgang oft entspechend groesser. Der Wellendurchmesser ergibt sich auch oft aus der Welle-Nabe-Verbindung und nicht aus der Torsionsbeanspruchung. > Kennt jemand Formeln um zuverlässig zu > berechnen, wie fest die Schraube angezogen werden muss? Eine solche Welle-Nabe-Verbindung genuegt sowieso nur niedrigsten Anforderungen und der Streubereich wird sehr gross sein. Damit lohnt eine Berechnung gar nicht. Die Antwort ist damit: Handfest anziehen!
Einen TV und schau kinderstunde. Dort wird es erklärt! Ich habe mir dort mal einen Schiffsmotor für einen Ozeanriesen angesehen. Die gleiche Technik im Maßstab passend ist für dich genau richtig.
A. C. schrieb: > Wenn ich jetzt etwas bauen wil, dass 30 Jahre auf einem > Dach ohne Wartung auskommen soll, finde ich soetwas nicht geeignet. Richtig, die meisten Leute unterschützen das. A. C. schrieb: > Die meisten Eletromotoren die ich so gefunden habe haben einen runden > Schaft. Weiss jemand warum es so wenige Schafte gibt, die zum Beispiel > eine abgeflachte Seite haben Kann man bestellen wie man will. Aber schon das Getriebe hat ein Problem, 10000 mal das Ding hin und her zu drehen, vor allem bei Schmutz, Korrosion und beginnendem Verschleiss.
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Hängt auch bitte nicht an dem Beispiel auf. War nur ein prinzipielles Beispiel. Ich hab mal angehängt was ich bisher mit FreeCAD erstellt habe. Ich habe eben vor kleinere Maschienen zu konstruieren. Die sollten dann eben auch eine zeitlang halten. Das Beispiel mit der Solarzelle auf dem Dach ist natürlich ein Extrembeispiel. Trotzdem will ich als Anfänger gleich lernen wie man soetwas eben zuverlässig und stabil konstruiert.
A. C. schrieb: > verwendet man dann in der Fertigung Drehmomentschlüssel um eine korrekte > Verbindung sicher zu stellen? Eine Hausfrau hat sowas im Gefühl. :-)
A. C. schrieb: > Trotzdem will ich als Anfänger gleich > lernen wie man soetwas eben zuverlässig und stabil konstruiert. Unterlagen zur Maschinenkonstruktion erlauben es, Getriebe nach Belastung und Lebensdauer auszulegen. Macht jeder Autohersteller oder Maschinenhersteller. http://www.tuev-sued.de/anlagen-bau-industrietechnik/technikfelder/anlagentechnik/getriebe-und-maschinenelemente
Das Wichtigste an solchen Konstruktionen sind die Kräfte, die zwischen den einzelnen Bauteilen und Baugruppen wirken. Und wie sie mit einer geeigneten Konstruktion des "Chassis" abgefangen werden können. Das fehlt bei Deiner "Konstruktion". Dafür sind die Zahnräder schön detailliert dargestellt, was hier keinerlei Informationswert hat. Blackbird
A. C. schrieb: > Die meisten Eletromotoren die ich so gefunden habe haben einen runden > Schaft. Weiss jemand warum es so wenige Schafte gibt, die zum Beispiel > eine abgeflachte Seite haben, damit die Verbindung formschlüssig und > damit (meiner Meinung nach) zuverlässiger wird? > Oder werden solche Motoren einfach nur dort verwendet, wo ein Nachziehen > der Schrauben akzeptabel wäre? Kennt jemand Formeln um zuverlässig zu > berechnen, wie fest die Schraube angezogen werden muss? Ja, solche radialen Klemmschrauben sind eher suboptimale Verbindungen, aber eben preiswert. Wenn Du so arbeiten möchtest, dann solltest Du immer zwei Schrauben verwenden, die um 120° versetzt sind. Das Abflachen einer runden Motorwelle kann man mit ruhiger Hand und Flex (oder Schleifteller/Bandschleifer) auch selbst übernehmen - fräsen ist natürlich besser. Wenn es um wirklich hochfeste/dauerhafte Verbindungen geht, sind heute Spannbuchsen Stand der Technik. Kosten halt mehr, halten dafür aber auch über Jahre harte Last- und Richtungswechsel aus, sind spielfrei und ermöglichen wesentlich höhere Drehmomente als bswp. Nut und Feder: http://www.maedler.de/product/1643/1621/spannsaetze-bar-bohrung-5-bis-100-mm Getriebe würde ich, gerade wenn Du selbst bauen möchtest, aus Zahnriemen/Zahnscheibenkombinationen konstruieren. Die sind praktisch wartungsfrei, schmierstofffrei, und extrem robust gegenüber Dreck, Sand etc. Dazu auch noch leise, preiswert und je nach Auslegung quasi spielfrei. Ansonsten: schön, dass Du konstruieren möchtest - das macht viel Spaß (gerade erst habe ich mir einen vernünftigen Schweißtisch gebaut :-) Schau Dir Sachen von den Maschinen anderer ab. Da kann man viel lernen.
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Danke Chris, deine Antwort hilft mir erstmal weiter. Ich denke ich werde jetzt vorerst mal aus Spaß konstruieren und die Verbindungen mit radialen Klemmschrauben verwenden. Dann werde ich mal lange Dauertests laufen lassen um ein Gefühl dafür zu bekommen, die stark meine Verbindungen belastet werden. Dann sehe ich ja ob ich die teureren Spannbuchsen brauche. Ich freue mich jedenfalls schon richtig aufs Kontruieren. Ich wollte soetwas schon lange mal machen, aber erst mit einem 3D-Drucker (Prusa Mk2) kann meine Ideen auch umsetzen. Ich habe mir jetzt mal das Buch "Maschinenelemente" von Roloff/Matek gekauft, um bald auch richtig normgerecht konstruieren zu können. Schließlich soll es eines Tages mal schon in eine professionelle Richtung gehen.
Für den Anfang sind wahrscheinlich Skizzen auf Papier der wesentlich bessere Ansatz. Geht schnell, lässt sich schnell ändern. Erst wenn das Konzept im wesentilchen klar ist lohnt es sich so langsam das in CAD abzubilden. Aber immer überlegen wozu eigentlich. FE-Rechnung? Für die bessere Vorstellung/Darstellung? In vielen Fällen ist die Papierzeichnung die bessere Wahl.
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Ich zeichne am PC damit ich das Ergebnis direkt mit dem 3D-Drucker ausdrucken und ausprobieren kann, darum CAD... Außerdem lerne ich dabei auch direkt CAD, was ich irgendwann eh bruache, um die Sachen herzustellen. Ich persönlich finde es aber eben auch praktischer am PC zu zeichnen, gerade um Änderungen schnell rückgängig machen zu können, ist aber Geschmackssache
Ja, 3D-Druck ist eine feine Sache, gerade für Prototypen :-) Aber ich würde auch Pauls Weg empfehlen. Es geht anfangs nichts über ein Klemmbrett und einen guten(!) Bleistift + Radiergummi. Das lag schon mit 12 und liegt noch heute immer auf meinem Nachttisch, falls mal wieder eine verrückte Idee kommt :-)
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