Getriebe und Übersetzungen Übungsaufgaben

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1 Gewereshule Lörrh Getriee und Üersetzungen Üungsufgen Quelle: Ai-Prüfungen des Lndes Bden-Württemerg 1 HP 1996/97-1 Shiffsufzug Bei der Bergfhrt muss von jeder Motor-Getrieeeinheit eine Krftdifferenz von F 60 kn ufgerht werden. Der Durhmesser der Seilsheien eträgt D 400mm. 1 Mit welher Geshwindigkeit v in m/ ewegt sih die Aufzugswnne uf den Shienen? Welhe Leistung muss ein Antriesmotor (von zwei Motoren) ufnehmen? Wirkungsgrde: Lgerungen: 1 0,8 Getriee: 0,75 Motor: 3 5 otor /; z 1 18; z 56; z 3 (Shneke); z 4 4 HP 1996/97- Wndshwenkkrn Der Antrie der Seiltrommel in der Hueinrihtung erfolgt durh einen Bremsmotor üer ein Getriee. Bestimmen Sie die notwendige Motorleistung. η Getriee otor / d 1 00 mm z 1 z 3 1 z z mximle Seilkrft F N 3 HP 1997/98-1 Verldenlge Zwishen Elektromotor und Seil sitzt ein Shneken- und ein einstufiger Stirnrdtrie. 3 Berehnen Sie die erforderlihe Leistung des Elektromotors. Motor / Shnekentrie i 1 30:1; η 1 0,8 Stirnrdtrie z 3 18; z 4 85 η 5 Seiltrommel D 300 mm F S 100 kn 4 HP 98/99- Lstkrftwgen 4 Die Pumpenwelle der Hydruliknlge erfordert ein Antriesmoment vo p 100 Nm ei einer Drehzhl von n p Die Pumpe wird vom Fhrzeugmotor üer ein einstufiges Getriee ngetrieen, Berehnen Sie die gegeene Motorleistung und die Motordrehzhl : i,5 ; η G 5 HP 1997/98- Hueinrihtung Mit der Hueinrihtung einer Krnnlge sollen Lsten gehoen werden. Ds Huseil wird uf eine Seiltrommel gewikelt, die von einem Elektromotor üer ein zweistufiges Getriee ngetrieen wird. 5 Üerprüfen Sie, o die Lst F L gehoen werden knn. Motor: n mot 70 1/ P mot 10 kw Getriee: z 1 16; z 3 0; z 64; z 4 80; η getr 0,8 Seiltrommel: d Tr 00 mm F L 15 kn η tr 5 6 HP 1980/81- Verldekrn Die Seiltrommel der Lufktze wird von einem Elektromotor mit 7,5 kw und der Drehzhl 710 1/mi n üer ein Shnekengetriee (Shneke 1-zähnig, Shnekenrd 35 Zähne, Wirkungsgrd η ges 0,7) ngetrieen. Der Seildurhmesser soll dei vernhlässigt werden. 6 Mit welher Geshwindigkeit wird die Lst gehoen? Welhe mximle Lst könnte mit der ngegeeneotorleistung ngehoen werden? 7 HP 1981/8-1 Spnnen eim Fräsen Der Motor einer Senkrehtfräsmshine ht eine Antriesleistung von P 10 kw ei n /. An der Frässpindel stehen folgende Drehzhlen zur Verfügung: n ,5 7,5 1/. Welhe der Drehzhlen ist einzustellen, wenn ds Shruppen des Werkstüks mit einer Shnittgeshwindigkeit v 0 m/ ei einem Fräserdurhmesser d F 00 mm erfolgen soll? Berehnen Sie für ds mximle Drehmoment die Durhmesser D und d der Frässpindel, wenn diese ls Hohlwelle mit dem Durhmesserverhältnis D : d : 1 usgeführt werden soll. τ tzul 50 N/mm²; Wirkungsgrd η ges 0,75 1 ) v 6,9 m/ ) P 47, kw ) Perf 83 W 3 ) PMerf 0,4 kw 4 PM 11,6 kw nm 500/ 5 Viele Lösungen, z.b. MM(Angeot) 13 Nm > MM(Bedrf) 13 Nm 6 ) v 0,1 m/s ) Fmx 4,7 kn 7 ) nrehnung 31,8 / ) Mmx 3183 Nm D 70, mm Getriee_U.odt, S.1/5

2 Gewereshule Lörrh Getriee und Üersetzungen Üungsufgen 8 HP 001/0- Drehkrn Ein Elektromotor treit üer ein zweistufiges Getriee die Seiltrommel n der Lufktze n. 8 Dten: 1400, -1 d TR 00,mm z 1 1 z 75 z 3 14 z 4 90 F L 17,kN Bestimmen Sie die Geshwindigkeit in m/, mit der die Lst ngehoen wird. Welhe Leistung git der Motor ei einem Getrieewirkungsgrd von 90 %? Berehnen Sie den Durhmesser d der Seiltrommelwelle für tzul 160 N/mm². 9 HP 000/01-1 Bhnshrnke Berehnen Sie die erforderlihe Antriesleistung des Motors. 9 Kolenkrft: F K 10,kN Öffnungszeit: t 6,s Kolenhu: s 50,mm Gesmtwirkungsgrd: 75,% 10 HP 000/01- Deihsel-Gelhuwgen Ds Antriesrd wird üer ein zweistufiges Stirn-Kegelrdgetriee ngetrieen. 10 z 1 17z 51 z 3 18z 4 48 Berehnen Sie die Motordrehzhl, wenn sih der Wgen mit der Geshwindigkeit v 6 km/h fortewegt. Antriesrd: d A 30 mm Dimensionieren Sie die Antrieswelle des Rdes A ls Vollwelle mit: tzul 95, N/mm² ot 1,3 kw ot 1000, -1 ges 0,7 11?? Der Motor git eine Leistung von 15 kw. Dei fährt der Trktor mit v 10 km/h. Der Wirkungsgrd des Getriees mit Gelenkwelle eträgt. Die Antrieswelle, die nh dem Getriee ds Antriesmoment üerträgt, esteht us C45E. Berehnen Sie ihren Durhmesser ei 5-fher Siherheit gegen unzulässige Verformung. Der Rddurhmesser eträgt D 800 mm HP 1999/00-1 Shrägufzug Der Motor treit üer ein Getriee die Seiltrommel n, die ds Zugseil ufwikelt. Ddurh wird der Trnsportwgen üer eine Umlenkrolle hohgezogen. 1 Antrie des Trnsportwgens Motor: 400,/ 30,Nm Getriee: G 0,7 Seiltrommel: F Smx 4,kN d TR 50,mm v Hu 60,m/ Berehnen Sie die vom Motor gegeene Leistung. Prüfen Sie nh, o diese Leistung usreiht, um den Trnsportwgen hohzuziehen. Die Reiung in der Seiltrommel und in der Umlenkrolle wird vernhlässigt. Berehnen Sie die erforderlihe Getrieeüersetzung. 13 HP 1999/000- Turmdrehkrn Der Antrie der Seiltrommel erfolgt üer einen Elektromotor und ein Getriee. 13 Dten: Motor 1500, -1 Getriee i 50:1, Wirkungsgrd η G 0,8 Seiltrommel d T 500,mm Hulst F L 10,kN Ermitteln Sie die Hugeshwindigkeit der Lst. Welhe Leistung muss der Elektromotor geen? 14 HP 199/93-1 Mountinike D 680,mm F G1 560,N F G 140,N Gefälle 8,% Kettenlätter (vorne) mit 48 / 38 / 8 Zähnen Ritzel (hinten) mit 15 / 18 / 1 / 4 / 8 / 3 Zähnen Die Rdfhrerin fährt in der Eene mit einer konstnten Trittfrequenz von n 90 1/. Welhe mximle Geshwindigkeit knn sie erreihen? Beim Aufwärtsfhren leistet die Fhrerin kurzzeitig 0 W ei einer Trittfrequenz von n 30 1/. Berehnen Sie die Vortrieskrft F Vor im niedrigsten Gng ei einem Gesmtwirkungsgrd 0,81. Welhe mximle Steigung könnte die Rdfhrerin mit einer Vortrieskrft von 00 N efhren? 14 8 ) VSeil 1,9 m/ ) PM 6,9 kw ) d 37,8 mm 9 ) PMotor 556 W 10 ) nmotor 1107 / ) MA 69,5 Nm; d 15,5 mm 11 ) MAntrie 1,944 knm derf 5,1 mm 1 ) PM(Angeot) 7,54 kw > 5,56 kw PM(Bedrf) 13 ) vhu 0,79 m/s ) PMerf 9,8 kw 14 ) vmx 36,9 km/h ) FVor 190,7 N ) α 16,6 ~9,8% Getriee_U.odt, S./5

3 Gewereshule Lörrh Getriee und Üersetzungen Üungsufgen Lösungen 1 HP 1996/97-1 Shiffsufzug z 56 z 1 z ,3 n S n S 1400U / 1,4 65,3 m 400 mm6,9 vn S D1,4 1 ges 1 3 0,8 0,75 50,57 P S F v60 kn 6,9 m 6,9kW ges P S P E P E P S 6,9 kw 47, kw je Antrieseinheit ges 0,57 HP 1996/97- Wndshwenkkrn z z z 1 z n S n S ,7 v s d 1 n S 0,m 9,7 6,1 m 0,10 m s P F 1 v s 500N 0,10 m s 54,5 W g P P P 54,5 W 83W M g lterntive Rehnung M F d N 00 mm 50 Nm M M Nm 50 1,93 Nm 144 1,93Nm W 3 HP 1997/98-1 Verldenlge M F D s 100 kn 300 mm 15 knm i 1 i i 1 z ,67 ges 1 0,8 50,76 ges M M 15kNm 139,3 Nm ges 141,67 0,76 139,3 Nm ,4kW 4 HP 98/99- Lstkrftwgen i n i n p, P P P M P n P 100 Nm s 1047W G P P P P 1047W 11,6 kw G 5 HP 1997/98- Hueinrihtung z 64 z 1 z ges getr Tr 0,8 50,76 Bedrf : M Tr F L d Tr 15kN 00 mm 1,5 knm ges M Tr M Tr ges 1,5kNm 16 0,76 13 Nm Angeot : P mot n mot P mot 10kW n mot Nm Die Lst knn gehoen werden, d ds Angeot den Bedrf üershreitet. Es git zhlreihe weitere Lösungsmöglihkeiten. Alle Lösungsmöglihkeiten hen gemein, dss n irgendeiner Stelle der Krftüertrgung Angeot und Bedrf miteinnder verglihen werden müssen. 6 HP 1980/81- Verldekrn i z 35 z i n n V V i ,3 0,338 s vn V π d0,338 s π 00 mm 1,74 m 0,1 m s v Hinweis: Ds Mß d 00 mm wurde in der Zeihnung nh einer heute niht mehr gültigen Norm emßt. 7,5 kw 10Nm 710 M V i M ges M M V i ges 35 0,7 10 Nm471 Nm M V F d F M d 471 Nm 00 mm 4,7 kn F mx Getriee_U.odt, S.3/5

4 Gewereshule Lörrh Getriee und Üersetzungen Üungsufgen 7 HP 1981/8-1 Spnnen eim Fräsen n F v 0m/ d F 00 mm 31,8 gewählt :31,5 n F Ds mximle Drehmoment tritt ei der kleinsten möglihen Drehzhl n F des Fräsers uf. i mx otor , n Fräser,5 P otor otor otor 10 kw 68, Nm 1400 ges i mx M Fräser otor M Fräser ges i mx otor 0,75 6, 68, Nm3183 Nm lterntiver Weg P Fräser otor 10kN 0,757,5 kn P Fräser M Fräser n Fräser 7,5 kw 68, Nm3183 Nm,5 Festigkeitserehnung tzul t M Fmx M Fmx tzul 50 N mm² 3183 Nm t 3183 Nm 50 N / mm² 63,66m³ D 4 d 4 4 d 4 d 4 4 d 3 16 D 16 d 3 d ,66m³ 3 35,1 mmd 15 D d 35,1 mm70, mmd 8 HP 001/0- Drehkrn n Trommel otor ,18 34,84 1 z 75 z 1 z ,18 v Seil n Trommel d Trommel 34,84 1 m 0, m1,9 P F L v Seil 17 kn 1,9 m 17kN 1,9 m 6, kw 60s P zu P kw 6, 6,9 kw τ tzul > M t W M t Nm τ 1700 tzul p 160 N 10,6 m³ mm² M t F L d Trommel 17 kn 0, m 1700 Nm (Vollwelle) π d³ 16 d 3 16 π ,6 m³ π 37,8 mm 9 HP 000/01-1 Bhnshrnke P K F vf K s mm 10 kn W t 6 s P P 1 otor P K 416W 0,75 556W 10 HP 000/01- Deihsel-Gelhuwgen n A v π d A n A 6 km/h π 30 mm m 138,4 π 0,3m 60 z 51 z 1 z i n 1 n n mot n A 138, P π M n ot ot 1,3kW 1,4 Nm π n Mot π 1000 i η M M 1 M A ot η ges M A 1,4 Nm 8 0,769,5 Nm τ tzul >τ t M A M 69,5 Nm τ 0,73 m³ tzul 95 N /mm² π d³ 16 d 3 W 16 p π 3 11?? V n d n Rd v 0,73 m³ 16 π 15,5 mm 10 km/h 1,105 s d 800 mm P Rd otor 15kW 13,5kW P Rd n Rd M Rd M Rd P Rd 13,5 kw n 1,105s 1,944 knm tf tzul t M t M t 1944 Nm 5 tf 350 MP 7,8m³ Vollwelle d³ 16 d ,8m³ 5,1 mm Getriee_U.odt, S.4/5

5 Gewereshule Lörrh Getriee und Üersetzungen Üungsufgen 1 HP 1999/00-1 Shrägufzug mx π π 30 Nm 400 7,54 kw P Serf F S v Hu 4kN 60m 4kW η P S erf P Serf η 4 kw 0,7 5,56 kw es reiht! n v Hu m/ 60 d 0,5 m 76,4 1,7s i ,4 n 76,4 13 HP 1999/000- Turmdrehkrn i n n T T i V H d T n T 500mm 30 47,1 m 0,79 m s G P H P H F L v H 10kN 0,79m/s 9,8 kw G 0,8 G 14 HP 199/93-1 Mountinike i z 15 z 1mx 48 0,315 i n zu n mx n mx n zu i 0,315 v mx n mx D mm 10,5 m s 615 m 36,9 km h v mx i mx z mx 3 z 1 8 1,14 P zu M zu n zu M zu P zu 0 W n zu Nm i mx M M zu M M zu i mx 70 Nm 3 0,8164,8 Nm 8 M F vor D F vor M 64,8 Nm D 680 mm 190,7 N F Vor F Vor F Hngtrie (F G 1 +F G ) sinα 00 N (560 N +140 N) sinα Steigungswinkel : sinα 7 α<rsin 7 16,6 Bei Strßen git mn für die Steigung den Tngens des Steigungswinkels in % n: Steigung tn 16,6 9,8 % Getriee_U.odt, S.5/5