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Hallo Kollegen,
bei der Auslegung eines Kugelgewindetriebes ist eine Frage aufgetaucht, die mir selbst unser KGT-Lieferant nicht beantworten kann. Folgende Situation: Eine axial fixierte Kugelgewindemutter 16x5 wird mit einem Drehmoment von 10 Nm beaufschlagt. Der Wirkungsgrad ist ca. 90%. Welches Drehmoment muss ich an der axial beweglichen Spindel aufnehmen? Wer kann helfen?
Gruß Lothar 2

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Willkommen bei CAD.de.

Ein ähnliches Problem hatten wir hier schon: http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum223/HTML/000460.shtml

Um Deine Frage zu beantworten fehlen noch ein paar Angaben. 
Üblicherwese dreht man an der Mutter und die Spindel bewegt sich dann axial. Wenn die Spindel am Anschlag ist, geht das volle Drehmoment auf die Spindel und die Kugeln kaputt.

Im Normalbetrieb ergibt sich aus dem Ø 16 und der Steigung 5 ein Winkel von ca. 5,7°.  Danach kann man das Drehmoment und die axiale Kraft aufteilen.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15
Konstruktion mit Kunststoff

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Aus dem Bauch heraus: 1Nm, also 10% der eingeleiteten 10Nm.

Wenn aber auch der Hersteller keine Antwort hat, wird's so trivial wohl nicht sein. (Warum eigentlich nicht?)

Gruß, Torsten

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Zitat:

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Original erstellt von Lothar 2:
Hallo Kollegen,
bei der Auslegung eines Kugelgewindetriebes ist eine Frage aufgetaucht, die mir selbst unser KGT-Lieferant nicht beantworten kann. Folgende Situation: Eine axial fixierte Kugelgewindemutter 16x5 wird mit einem Drehmoment von 10 Nm beaufschlagt. Der Wirkungsgrad ist ca. 90%. Welches Drehmoment muss ich an der axial beweglichen Spindel aufnehmen? Wer kann helfen?
Gruß Lothar 2

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Na, 10 Nm, oder wo soll das Moment hin, wenn es nicht die Spindel aufnimmt?

Gruß

Ron

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Die Spindel nimmt da volle Moment nur auf, wenn sie sich axial nicht mehr bewegen kann. Wie ich oben schon schrieb.

Denk halt mal translatorisch, eine schiefe Ebene, Kräftezerlegung usw.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15
Konstruktion mit Kunststoff

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Hallo N.Lesch und auch alle Anderen

Ich bin mir da nicht so sicher ob Du recht hast...
Überlege Dir mal folgendes Gedankenmodell:

Eine Spindel schwebt vertikal ausgerichtet in der Luft. Auf der Spindel ist die besagte Mutter.
Nun bringen wir über ein Kräftepaar (horizontal) ein Moment auf die Mutter.
Weiter bringen wir eine Kraft koaxial zu Spindel (also vertikal) auf und natürlich auch noch eine gegengerichtete gleichgrosse Reaktionskraft auf die Mutter. Wir wollen ja, dass unser System Spindel/Mutter ortsfest im Raum stehen bleibt.
Dazu müssen aber alle Kräfte in allen Richtungen (x,y,z) und auch alle Momente in der Summe 0 ergeben.
Nun fehlt uns also noch ein Gegenmoment zum in die Mutter eingeleiteten Moment. Da wir dies nicht auch auf die Mutter aufbringen wollen, bleibt nur die Spindel um das Gegenmoment auf das System zu bringen

Also muss das Moment auf der Spindel auch gleich dem Moment auf der Mutter sein.

Die Kräftezerlegung beim Kontakt Spindel zu Mutter ist relevant für die grösse der erzeugten axialen Kraft, kann aber keine weiteren externen Kräfte auf das System Spindel/Mutter erzeugen.

Ich lasse mich aber gerne eines Besseren belehren, falls ich etwas nicht bedacht haben.

Lieber Gruss

David

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Ich stimme mit Ron und David überein. Moment an der Spindel = Moment auf die Mutter.

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Gert Dieter 

Habe Mut, dich deines eigenen Verstandes zu bedienen.
(Immanuel Kant)

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Ich rudere mal beschämt zurück  :

Nächster Versuch:

Wenn die ganze Sache stillsteht (z.B. nur Last wird hochgehalten) => 10Nm
Bei gleichmäßiger Bewegung => 9Nm
Bei Beschleunigungen => zwischen 1Nm und 9Nm in Abhängigkeit von Beschleunigung und Trägheit.

Gruß, Torsten

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Wenn die Sache stillsteht ( oder sich gleichmäßig bewegt ) muß sie sich im Gleichgewicht befinden, sonst baut sich da kein Moment von 10 Nm auf.

Dann muß also an der Spindel eine entsprechende axiale Kraft wirken.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15

[Diese Nachricht wurde von N.Lesch am 20. Nov. 2011 editiert.]

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Zitat:

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Original erstellt von N.Lesch:
Da der Tangens von o.g. 5,7° 0,1 ist, ist dann das Moment auf der Spindel eben 10 x 0,1 = 1 Nm.  ...

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Bahnhof?
Klaus, ich dachte , Du hättest weiter oben schon genügend Hinweise gegeben. Dein dritter post läst mich aber ein bisschen ratlos. 

Ich versuch's auch mal.
Normalerweise geht die Berechnung ja den umgekehrten Weg. Mag sein, dass das für ein wenig Verwirrung sorgt.

10 Nm wirken gemäss Aufgabenstellung auf eine Kugelgewindespindel 16x5.
Auf dem Durchmesser von 16 mm wirken also 10 Nm / 0,008 m = 1250 N.
Diese Tangenzialkraft erzeugt sich je nach Gewindesteigung und Wirkungsgrad (Reibung) eine axiale Kraft gemäss F ax = F tangenzial / tan 5,7° = 12500 N bei einem Wirkungsgrad von 100%. Bei 90% Wirkungsgrad entsprechend weniger.

Andreas

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Hallo Andreas, die axiale Kraft stimmt schon, aber die wollte niemand wissen.

Gefragt war doch nach dem Dreh-Moment auf die Spindel. 

Der Wirkungsgrad von diesen Dingern ist doch fast 100%.

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Klaus           Solid Edge V 20 SP15
Konstruktion mit Kunststoff

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Sorry Klaus,

ich sehe, der einzig verwirrte war ich.
Hat natürlich völlig recht.

Andreas

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Hallo Zusammen

Also bei Stillstand oder gleichförmiger Bewegung müssen wir ein Gleichgewicht haben, soweit sind wir uns schon einig.
Weiter würde ich mal die Annahme von Reibungsfreiheit (100% Wirkungsgrad) als zulässig erachten. Das macht das Modell deutlich einfacher.
Die Steigung von 5.7° resp. 0.1 bin ich auch einverstanden mit.
Mit Hilfe dieser Steigung lässt sich dann auch sagen, dass die axiale Kraft 10x grösser ist als die vom Moment verursachte tangentiale Kraft am Wirkumfang der Spindel (ist ja reibungsfrei ).

Nur behaupte ich, dass die Steigung keinen Einfluss auf das an der Spindel wirkende Drehmoment hat.
Wenn die Spindel ein von der Mutter abweichendes Moment hätte (1Nm werden genannt), würde ich vorschlagen bei unverändertem System an der Spindel anzutreiben, da dies ja nur 10% des Moments benötigen soll. Somit hätten wir gleiche Axialkraft bei Faktor 10 geringerem Moment. --> Ein "perpetuum mobile"...

Lieber Gruss

David

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