RC-Baustelle.de | Druckvorschau: Achsen und Motor

Geschrieben von xerionfahrer am 31.08.2009 um 17:52:

Achsen und Motor

Hallo!

Ich stecke im Moment mitten in den Planungen zu meinem Xerion in 1:8(ich weiß, mein Name ist ein bisschen voreilig gewählt) Zunge raus

. Die Rahmenteile sind auch schon plasmageschnitten.

Jetzt aber zu meinen Fragen:

1) Ich möchte mit diesem Modell ordentlich was ziehen und schieben können und beim Motor keine Kompromisse eingehen, damit ich mir später, egal bei welchem Anbaugerät, keine Sorgen um den Antrieb machen muss. Dass es ein Brushless-Motor wird, ist schon ziemlich klar. Meint ihr da sind 800W angebracht? Weniger oder mehr?

2)Hauptsächlich beschäftigt mich die Planung der Achsen. Ich werde Außenplaneten-Achsen bauen und voraussichtlich werde ich eine Differentialsperre brauchen (ich will im Winter ja auch mal die Einfahrt bahnen und das wär ohne Diffsperre nicht so toll). Nach langem Herumrechnen bin ich zum Schluss gekommen, dass die Achse vom Diff zu den Planeten nur einen Durchmesser von 6mm haben kann(eben wegen der Diffsperre). Aus Berichten und von Gesprächen auf Messen weiß ich, dass das ziemlich dünn ist. Wäre es also denkbar, direkt nach dem Diff eine zweite Planetengetriebestufe mit m1 einzubauen, um das Drehmoment zu verringern und das Planetengetriebe in den Rädern mit m1,5 zu bauen? Das ganze wäre als Vorsichtsmaßnahme gedacht, damit ich keine Zahnräder wechseln muss.

Ich hätte dann noch ein paar andere Fragen, aber ich denke nicht, dass die in "Fragen zu Antriebe" gehören.

mfg Andi

und vorher schon vielen Dank

Geschrieben von Choeli am 31.08.2009 um 20:23:

Ich wünsche dir viel Erfolg bei deinem Projekt!

Geschrieben von 190ger_freund am 31.08.2009 um 21:11:

Ich habe lange überlegt,
und hab viel negative Urteile eingesteckt, was den Motor betrifft,

werde mir morgen einen 2,6KW Motor (Brushless mit24V) von Robbe holen.

Geschrieben von xerionfahrer am 31.08.2009 um 22:30:

Danke für die schnelle Antwort, aber hätte das mit dem doppelstufigen Außenplanetengetriebe einen Sinn? Und wie viel Watt empfehlt ihr für 1:8?

Geschrieben von Choeli am 01.09.2009 um 08:26:

In 1:8 sind 600 Watt die Regel.

Wenn du genügend Platz in den Achsschenkeln hast, ist es sicherlich nicht schlecht für das Differenzial mit zwei Planetenstufen zu arbeiten. Auch das Kardengelenk wird dadurch entlastet.

Gruss Chöli

Geschrieben von schubitrucker am 01.09.2009 um 15:44:

Hallo Xerionfahrer, kannst du das mit den 6mm bitte nochmal erklären, denn ich habe nicht ganz verstanden, wie du das meinst.

Geschrieben von xerionfahrer am 01.09.2009 um 17:01:

Ich würde das Differential mit einem 6mm Vierkant sperren. Was heißt, dass ich die Achsen vom Differential zum Außenplanetengetriebe einen Durchmesser von 6mm haben werden. Auf diese Achse wirkt aber eine sehr hohe Torsionsbeanspruchung und jetzt überlege ich ob dies reicht.

Geschrieben von wolf07 am 01.09.2009 um 23:59:

RE: Achsen und Motor

2)Hauptsächlich beschäftigt mich die Planung der Achsen. Ich werde Außenplaneten-Achsen bauen und voraussichtlich werde ich eine Differentialsperre brauchen (ich will im Winter ja auch mal die Einfahrt bahnen und das wär ohne Diffsperre nicht so toll). Nach langem Herumrechnen bin ich zum Schluss gekommen, dass die Achse vom Diff zu den Planeten nur einen Durchmesser von 6mm haben kann(eben wegen der Diffsperre). Aus Berichten und von Gesprächen auf Messen weiß ich, dass das ziemlich dünn ist. Wäre es also denkbar, direkt nach dem Diff eine zweite Planetengetriebestufe mit m1 einzubauen, um das Drehmoment zu verringern und das Planetengetriebe in den Rädern mit m1,5 zu bauen? Das ganze wäre als Vorsichtsmaßnahme gedacht, damit ich keine Zahnräder wechseln muss.

Ich hätte dann noch ein paar andere Fragen, aber ich denke nicht, dass die in "Fragen zu Antriebe" gehören.

mfg Andi

und vorher schon vielen Dank[/quote]

Hallo Andi,

mache die Übersetzung im Außenplanetengetriebe so groß wie möglich! Damit erzeugst du das größte Drehmoment erst nch dem Differential und den Kardangelenken. Weiterhin verwende, wenn du kannst, für die Halbachsen Rohre (ja, richtig gelesen) 6x 1,5 mm. Der Grund ist, dass ein Rohr höhere Torsionskräfte übertragen kann als Vollmaterial da ich inneren Scherkräfte entfallen. Achtung Physik!

Hierzu ein Beispiel: bei einer Hubschrauberturbine werden 500 kW über ein Rohr mit 100mm Durchmesser und 0,8 mm Wandstärke zum Getriebe übertragen. Hier findest du einen Rechner zum Berechnen deiner Planetengetriebe: PG Rechner. Kardangelenke und Zahnräder bekommst du be Mädler, die Planetengetriebe würde ich einem Akkuschrauber entnehmen - die halten bis zu 8 NM aus -das sollte reichen.

Grüße aus dem Schwarzwald!
Wolfgang

Geschrieben von Sandokahn am 02.09.2009 um 01:53:

Ich hab überlegt was ich dazu jetzt schreibe also im Bezug auf Motor und so ich würde da nicht so sehr Auf die vermeindlichen Watt schauen ,weil einfacherdings gibts da ein Gesetz welches nach einem gewissen Ohm benannt ist .
Bei 2400 Watt und 24 Volt gluckern mal so gemütliche 100 Ampere durch die Strippe was bedeutet das ein angenommen 10 Ah starker Akku innerhalb von 6 Min alle ist ,mal so als Denkanstoß.

Ich persönlich habe mir für meinen LKW nen Plettenberg HP320/40 besorgt allerdings mit ner zahmen Wicklung also viel Kupfer auf Ankerwicklung ,das Ergebnis sind zahme Drehzahlen ich glaub bei 12 V so um die 6000 und durch den langen Anker ordentlich Drehmoment ,bei noch akzeptabler Stromaufnahme .

Geschrieben von xerionfahrer am 02.09.2009 um 17:14:

Danke erst mal für die Antworten.

Das mit den Rohren haben wir sogar schon in der Schule gelernt und halte ich für eine gute Idee.
Und wegen dem Motor werde ich so was um die 600-800W nehmen, denn das mit dem Akku ist mir auch schon oft durch den Kopf gegangen und das hast du hiermit bestätigt.

Gruß Andi

Geschrieben von Lus am 03.09.2009 um 08:01:

Rechne Antriebsleistung des Originals durch Massstab hoch drei, dann hast Du eine realistische Basis.

Original ca. 380 Ps = 280kW

Also ca. 280000W / (8*8*8) = ungefähr 550W

Faktor 1,5 bis 2 Sicherheit kann nicht schaden. Ich würde 800W nehmen, vielleicht sogar 1000.

800W heisst nicht, dass der Motor immer so viel Leistung braucht. Das heisst nur, dass er unter Last diese Reserven hat, bei geringer Belastung braucht der 800W Motor aber kaum mehr, vielleicht sogar weniger Strom als der 500W-Motor. Weil er weniger nahe am Limit läuft, bleibt er nämlich kühler, was den Wirkungsgrad (und die Lebensdauer) steigert.

Natürlich kannst Du damit unter Volllast den Akku schnell leeren, aber ein noch arbeitender 800 oder 1000W Motor ist immer noch besser als ein blockierter oder qualmender 500W Motor. Etwas Reserve schadet nie.

Andere Berechnungsgrundlage:

Ich stelle mir immer vor, dass ein Traktor sein Eigengewicht bei Schritttempo heben können muss ("senkrechtes Hochfahren").

Eigengewicht (12t /(8*8*8) wird ca. 23 kg, Schritttempo ist ca. 1m/s.

W = Nm/S mit N =mkg/s2 => P = 1*23*9,81 = 225W Leistung an den Rädern, der Motor sollte wegen der Verluste gut das doppelte bringen.

Kommen wir also auch wieder auf ca. 550W.

Noch etwas zum Rohr:

Ein 10mm-Rohr mit 1mm Wandstärke kann natürlich nicht mehr Drehmoment übertragen als eine 10mm-Vollstange, sondern weniger. Da liegt ein Missverständnis vor.

Ein 10mm-Rohr kann mehr Drehmoment übertragen als eine aus GLEICH VIEL MATERIAL gefertigte Vollstange, die dann aber natürlich weniger Durchmesser hat.

6mm finde ich etwas mickrig für einen 1:8er Xerion...

Geschrieben von wolf07 am 03.09.2009 um 13:52:

Noch etwas zum Rohr:

Ein 10mm-Rohr mit 1mm Wandstärke kann natürlich nicht mehr Drehmoment übertragen als eine 10mm-Vollstange, sondern weniger. Da liegt ein Missverständnis vor.

Ein 10mm-Rohr kann mehr Drehmoment übertragen als eine aus GLEICH VIEL MATERIAL gefertigte Vollstange, die dann aber natürlich weniger Durchmesser hat.

6mm finde ich etwas mickrig für einen 1:8er Xerion...[/quote]

Hallo Lus,

was deine Aussage zum Thema Rohr als Antriebswelle angeht muss ich dir leider widersprechen! Was Torsionsbelastungen, und um die geht es hier, angeht ist ein Rohr wesentlich steifer als eine Vollwelle. Vielleicht ein ganz einfaches Beispiel: eine M 10 Schraube kannst du mit einem normalen 17er Ringschlüssel abdrehen - versuche das mal mit einem Rohr mit Querschnitt 10x 1,5 mm. Das hat unter anderem damit zu tun, dass bei einer Vollwelle das Gefüge im Zentrum schon bei geringer Belastung zu reißen beginnt und sich diese Risse dann schwächend auf die ganze Welle auswirken. Ich will jetzt nicht zu weit in die Konstruktionslehre einsteigen aber nicht umsonst werden überall dort, wo hohe Drehmomente übertragen werden müssen, Rohre als Antriebswellen eingesetzt - Kardanwellen bei LKW, Antriebswellen bei Schiffsschrauben, Antriebswellen bei Turbinen. Nochmal das Beispiel bei einer Hubschrauberturbine: Wellendurchmesser 100 mm, Wandstärke 0,8 mm, Drehzahl 6600 1/min, Leistung 500kW, Material AlTi Legierung. Würdest du aus dem Materialquerschnitt eine Vollwelle fertigen könntest du diese fast mit der bloßen Hand abdrehen. Aber wenn du mir nicht glaubst kannst du das in der einschlägigen Literatur gerne nachlesen.

Grüße aus dem Schwarzwald!
Wolfgang

Geschrieben von Lus am 04.09.2009 um 07:05:

Werde mich schlau machen. Der Grund, warum man die M 10 Schraube abdrehen kann ist aber ein anderer: Der Kerndurchmesser und damit die effektive Dicke ist sehr viel kleiner als 10mmm ausserdem besteht durch das Gewinde eine gewisse Kerbwirkung.

Es kann sogar sein, dass eine gewisse Bohrung in der Mitte Ermüdungsbrüchen vorbeugt, weil Spannungen abgebaut werden. (Wenn eine Plexiplatte ein Loch hat, bohrt man Ende des Risses ja auch ein rundes Loch, dann reisst sie nicht weiter ein (aber auch von dieser Aussage bin ich nicht 100% überzeugt).

Aber: Ab einer gewissen Wandstärke wird das Rohr sicher weniger stabil, da kannst Du mir kaum widersprechen.

Ein Rohr von 10mm Aussendurchmesser und 0,1mm Wandstärke lässt sich leichter abdrehen, als eines von 1mm Wandstärke.

P.S. Ich will mal sehen, wie Du eine 100mm AlTi Vollwelle mit blosser Hand abdrehst... großes Grinsen

Geschrieben von Lus am 04.09.2009 um 08:32:

So, ich habe in der technischen Formelsammlung nachgeschaut.

Die Torsionsfestigkeit eines Rohres ist proportional zu (Aussendurchmesser hoch 4 - Innendurchmesser hoch 4)/ Aussendurchmesser.

Die einer Vollwelle proportional zu Aussendurchmesser hoch drei.

Wenn man für den Innendurchmesser null einsetzt, wird die Formel fürs Rohr zur Formel für die Welle. Anders gesagt: Eine Vollwelle von 100mm ist ein Rohr mit einer Wandstärke von 50mm. Ist es auch logisch, denn die Steifigkeitsfunktion ist in Mathematikersprache so genannt "stetig". (Das heisst, die links- und rechtsseitigen Grenzwerte und die durch einsetzen berechneten Werte der Funktion stimmen an jeder Stelle überein, einfach gesagt, sie hat keine "Sprünge", "Ecken" oder "Löcher" drin.)

Meine obige Aussage stimmt also doch:

Ein 100mm-Rohr kann mehr Drehmoment übertragen als eine aus GLEICH VIEL MATERIAL gefertigte Vollstange, die dann aber natürlich weniger Durchmesser hat.

(Aus einem 100mm-Rohr mit 1mm Wandstärke kann man z.B. eine Vollwelle von 14mm machen)

Geschrieben von Sandokahn am 04.09.2009 um 16:41:

Hmmm Rohr - Welle im Endeffekt muß man eben sehen was verfügbar ist .
Um nochmal auf den Motor zu kommen Formel hin Formel her ,ich würde oder habe rückwerts gerechnet von der Modellgeschwindigkeit ,und danach meine Gesamtuntersetzung danach angepasst ,da der Xerion relativ große Räder mit entsprechendem Abrollumfang hat ca 78 cm pro Umdrehung maßstäblich gerechnet ,für maßstäbliche 6,25 km/h also 104,16 m/min ergeben runde 80 U/min am Rad.
Angenommen der Motor dreht 6-8000 U/min braucht man um auf die richtige Drehzahl der Räder zu kommen eine Utersetzung von 1:100
Im Umkehrschluß wird ein Motor ( ich gehe jetzt mal von meinem Plettenberg aus ) welcher 30 Ncm Drehmoment liefert 3000 Ncm an die Räder bringen also 30 Nm geteilt durch 4 Räder ergibt 7,5 Nm pro Rad .
Für den praktisch veranlagten empfehle ich mal die 750 Gramm an ein ein Meter langes Stück Holz zu binden und dann mit der Hand als Drehpunkt versuchen dieses anzuheben .

Falls ich einen Fehler in meiner Rechnung haben sollte lasse ich mich gerne belehren ... Zunge raus

Geschrieben von Lus am 05.09.2009 um 09:12:

Stimmt ungefähr. Ausser die Rechnung mit "Drehmoment pro Rad". Bei gesperrten Diffs kann auch das ganze Drehmoment auf einem Rad landen. Egal, wichtig ist: In der Summe sind es ca. 30Nm.

Gibt auf den Radius des Rades umgerechnet ca. 250N. "Volkstümlich" gesagt 25 kg Zugkraft. Das ist schon recht viel, bei einem Haftreibungskoeffizienten von 1 reicht das für durchdrehende Räder auf Asphalt. Etwa so viel sollte ein Traktor bringen.

Gibt es noch zwei DInge zu bedenken: Die Verluste von ca. 10% pro Zahnradpaar, oder ganz grob rechne ich für alles etwa 50% Verluste ein. Dadurch wird die Zugkraft natürlich 50% kleiner.

Allerdings haben wir ja bis jetzt mit Vollspeed gerechnet, ein eventuell vorhandener Kriechgang erhöht die Zugkraft natürlich wieder.

Kurz gesagt: Die Dimensionierung passt ungefähr.