Hebelberechnung und Festigkeit

[Arschbrand]

Die Berufsschulzeit ist schon zu lange her. Ich brauche Hilfe! Es geht um ein paar Berechnungen und Fragen zu der im Bild laienhaft dargestellten Hebelmechanik.

F1=1500N L1=0,4m L2=0.15m L3=0,05m L4=0.15m

F2=(F1 x L1) / L2

F2=4000N

F2=F3

F4=(F3 x L3) / L4

F4=1333,3 N

Ist diese Berechnung korrekt?

Muss die in der Skizze gelb dargestellte Schubstange tatsächlich für 4000N ausgelegt werden?

Wie hoch sind die Scherkräfte an den Lagerpunkten?

Mit welchem Sicherheitsfaktor wird im Fahrzeugbau das Werkstück in der Zugfestigkeit berechnet?

[schlubbi]

gibts noch mehr angaben zu der aufgabe?

winkel der schubstange? sind die alles feste lager ? sollte die aufgabe zeichnerisch oder rechnerisch gelöst werden ?

welche werte sind gegeben ? nur f1 und die längenangaben und alles andere ist errechnet ? oder sind aussagen f2=f3 in der aufgabenstellung gegeben ? reibwiderstände?

usw.usw.

Bearbeitet 12. September 2007 von schlubbi

[Arschbrand]

Spielt der Winkel der Schubstange eine Rolle?

F1 und alle Längen sind feste Größen. Die Aufgabe soll rechnerisch gelöst werden, Reibwiderstände will ich mal vernachlässigen, da alle Drehpunkte in Lagern laufen sollen. Alle anderen Winkel in der Hebelmechanik ergeben sich aus den wirksamen Hebellängen.

F2=F3 ist meine Schlussfolgerung, da L2 und L3 mit der Schubstange verbunden sind.

[pxwasti200]

gibts noch mehr angaben zu der aufgabe?

winkel der schubstange? sind die alles feste lager ? sollte die aufgabe zeichnerisch oder rechnerisch gelöst werden ?

welche werte sind gegeben ? nur f1 und die längenangaben und alles andere ist errechnet ? oder sind aussagen f2=f3 in der aufgabenstellung gegeben ? reibwiderstände?

usw.usw.

boah, Du Aufsprecher....

Wie schlubbi schon schreibt, ist der Winkel der Schubstange wichtig.

Die Stangenkraft der Koppelstange ist abhängig von diesem Winkel. Stangenkraft = F2*cos des Winkels. Die Stangenkraft müsste also zwingen nicht auf 4000 N ausgelegt werden (je nach Montagelage).

Beim Durchrechnen komme ich auch auf Deine Werte:

Koo.Sy: F1 in y-richtung; F3 und F4 und x-richtung

Aus Summe der Momente um L2: F1*L1=F2*L2 => F2=4000N.

F2 in x-richtung => F3=F2 für L2 parallel zu L3L4

Aus Summe der Momente um L3: F3*L3=F4*L4 => F4=1333N.

Wenn beide Lager Festlager sind ergeben sich Kräfte in x und y-richtung:

Freigeschnitten an Koppelstange (bei F2):

Summe der Kräfte in x=0 => FLager1X=-F2

Summe der kräfte in y=0 => FLager1Y=-F1

Freigeschnitten an Koppelstange (bei F3):

Summe der Kräfte in x=0 => FLager2X=F3+F4

Summe der Kräfte in y=0 => FLager2Y=0

Kommentare? Bei mir ist TM auch schon länger her und ich musste es 2mal schreiben...

Bearbeitet 12. September 2007 von pxwasti200

[Arschbrand]

Welchen Winkel nimmt man denn da bei F2? Wo ist die Bezugslinie? 90° zum Hebel L2?

Bearbeitet 12. September 2007 von Arschbrand

[pxwasti200]

Welchen Winkel nimmt man denn da bei F2? Wo ist die Bezugslinie? 90° zum Hebel L2?

...den hab ich auch angenommen. Horizontale sei im Hauptkoo.sy x-richtung.

zu den Sicherheitsfaktoren kann ich nichts sagen; der Sicherheitsfaktor ist von vielen Faktoren abhängig :Werkstoff, Temperatur, Belastungsart (Zug, Druck, Torsion,...), Anwendung (Kaffeemaschine oder Personenaufzug?) und nicht zuletzt vom Mut des Konstrukteurs

[Arschbrand]

Anwendung (Kaffeemaschine oder Personenaufzug?) und nicht zuletzt vom Mut des Konstrukteurs

Hinterradaufhängung und Federung. 1500N sind nur ein angenommener Wert.

[Arschbrand]

Danke!

Was sagt der Rest dazu?

[pxwasti200]

...

Da möcht ich mich mit Empfehlungen nicht zu weit aus dem Fenster lehnen...nich das sich da jemand in die Planken haut.

Hab aber folgendes im Anhang A10.3 aus Mayr "Technische Mechanik" 2. Auflage / Hanser gefunden.

"Sicherheitsbeiwert bei statischer Beanspruchung im allgemeinen Maschinenbau"

Für T<Tk (=Kristallerholungstemperatur; Rekristallisationstemperatur. Das sind lt. "Dubbel" 40...50% von Schmelztemperatur)

gegen Fließen: S=1,2...2

gegen Bruch: S=2...4

gegen Instabilität: S=3...5

[MiNiKiN]

Fuer eine hinterradaufhaengung solltest Du aber gut sicherheit einrechnen, es gibt ja so dinge wie schlagloecher die erheblich hoehere Kraftspitzen verursachen als Dein Uebergewicht!

[reelay]

Fuer eine hinterradaufhaengung solltest Du aber gut sicherheit einrechnen, es gibt ja so dinge wie schlagloecher die erheblich hoehere Kraftspitzen verursachen als Dein Uebergewicht!

Ich denke, 1,5kN sind 'nen bischen uebertrieben, wenn f1 irgendwas mit dem Fahrergewicht zu tun hat. Bei 14,7 to. braucht man ja schon nen Schwerlastkran um das Treppenhaus hoch zu kommen.

[derbert]

Ich denke, 1,5kN sind 'nen bischen uebertrieben, wenn f1 irgendwas mit dem Fahrergewicht zu tun hat. Bei 14,7 to. braucht man ja schon nen Schwerlastkran um das Treppenhaus hoch zu kommen.

denkfehler ? kraft =masse x beschleunigung.

150kg entsprechen auf dem planeten auf dem ich wohne ungefähr 1500N

Bearbeitet 12. September 2007 von derbert

[reelay]

:-D

[Arschbrand]

Hat sonst noch jemand was dazu zu sagen?

[Buddi]

wie gesagt, gerade bei schlägen sollte man eher dynamisch berechnen als statisch. allerdings sollte das ziemlich stressig sein irgendwelche schlaglöcher einzuberechnen.

hast du dir schon mal ausgerechnet, was du für nen materialquerschnitt du brauchst wenn du es statisch berechnest?

ich vermute jetzt einfach mal, dass der querschnitt recht klein werden würde. denke da nimmt man von natur aus etwas größeres.

mfg

[Don]

Muss die in der Skizze gelb dargestellte Schubstange tatsächlich für 4000N ausgelegt werden?

Vielleicht sehe ich das auch falsch - bin schließlich nur Elektriker - aber...

wie schlubbi schon gesagt hat, spielt der Winkel zwischen Schubstange und X-Achse

ne Rolle. Es wirkt die Kraft 4000 N / cos a in der Schubstange.

Damit ergibt sich auf jeden Fall mehr als 4000 N Zugbelastung in der Schubstange.

(a ist der Winkel zwischen Schubstange und X-Achse)

mfg Jürgen

Edit:

Bei a = 45 Grad wären das 5400 N und bei a = 60 Grad schon 8000 N an der Schubstange.

Hab ich den Plan überhaupt richtig gedeutet? Stimmt das so mit den Kräften und Festpunkten?

(F3 müßte auch noch über F4 nach rechts gerichtet eingezeichnet werden)

Bearbeitet 16. September 2007 von Don