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Thema: Getriebe-Konstruktion

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Seiten: [1] 
21.06.2017, 10:06 Uhr
Bilko besucht im Moment nicht das Board.Bilko eine private Nachricht schreibenBilko
Hallo Leute,

ich hätte da mal ein paar Fragen! Wenn es um die Konstruktion eines Getriebes geht, wie geht man am besten an die Sache ran? Ich meine nicht die reine Berechnung der Drehzahl, das wäre zu einfach. Vielmehr das ganze Drumherum! Auswahl des Motors, der Lager, der Dichtungen, der Größe der Wellen und vielleicht noch vieles mehr! Wahrscheinlich ist die Frage noch zu allgemein gehalten, aber nicht mal da bin ich mir sicher. Vielleicht wird ja eine nette Diskussion daraus!?

Gruß Christian
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21.06.2017, 13:41 Uhr
Robert besucht im Moment das Board.Robert eine private Nachricht schreibenRobert
BW-Meister

[Administrator]



Hallo Christian,

ich hab für meinen Mowag Eagle in 1:16 schon so eine "Getriebe-Berechnung" hinter mir.


Mein Vorgehensweise war folgendermaßen:

1. Kenngröße "maximale Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebsräder (in U/min)":
Wie schnell ist das Orginalfahrzeug, und wie schnell würde ich maximal damit Fahren wollen
(z.B. der Eagle fährt auf der Autobahn 110 km/h ... ich würde den Eagle aber mit maximal 70-80 km/h bewegen wollen)
Dann runterrechnen auf dem passenden Maßstab, also bei mir 1:16
Dann die Geschwindigkeit umrechnen auf Zentimeter pro Minute.
Dann aufgrund des Reifenumfanges im dem passenden Maßstab die Umdrehungen pro Minute für den Antriebsreifen bei der gewünschten Maximalgeschwindigkeit

2. Kenngröße "Kraft an dem Antriebsrädern (in Ncm/kg)":
Bei echten Fahrzeugen gibt es zwei Kenngrößen das "maximales Antriebsdrehmoment" (hängt vom kleinsten Gang im Getrieb ab) und das "Leistungsgewicht" (in PS pro Tonne Gewicht)
Ich persönlich favorisiere aber eine andere Kenngröße, nämlich das "Antriebsdrehmoment pro Tonne Gewicht"

Zur Getriebeberechung für das Modell strebe ich ein "Antriebsdrehmoment pro Gewicht" an, das mindestens genau so groß oder Größer als das Orginal ist.
Dazu muß man das Gewicht des fertigen Modells abschätzen und es mit dem maximalem Drehmoment des Elektromotors und der Gesamt-Getriebeübersetzung als Kenngröße Ncm/kg bestimmen.
Schwierig wird es bei der Ermittlung des Antriebsdrehmomentes des Orginalfahrzeuges ... und leider auch bei der Ermittlung des Drehmomentes für den Elektromotor beim Blockierstom, weil diese Kenngrößen nicht immer in den technischen Daten angegeben werden.


Finden der Antriebskomponenten und der Getriebeübersetzung:
Sooo ... nachdem ich jetzt weis, wo ich beim Modell mit der "max. Drehzahl in U/min am Antriebsreifen" und dem "Drehmomentgewicht in Ncm/kg am Artriebsreifen" hin will, wird es jetzt hässlich.

Jetzt beginnt die Suche nach einem passenden Elektromotor und der passenden Akkuspannung.
Da muß man einfach suchen ... suchen ... suchen ...

Ist ein Elektromotor gefunden, der in frage kommen könnte, muß man die Getriebeübersetzung durchrechnen:
Max. Dehzahl bei max. Akkuspannung des Elektromotors, dividiert durch die Gesamt-Getriebeübersetzung, sollte die "max. Reifendrehzahl in U/min" ergeben.
Dann mit der gefundenen Geriebeübersetzung nochmal das "Drehmomentgewicht in Ncm/kg" checken, ob es bei oder über dem angestrebten Wert für das "Drehmomentgewicht in Ncm/kg am Artriebsreifen" liegt.

Ist jetzt die richtige "Gesamt-Geriebeübersetzung" gefunden, muß man die Getriebeübersetzung im Differential und evtl. in Verteilergetriebe herausrechnen, und erhält dann die Rest-Übersetzung für das neu zu bauende Getriebe.
Ist die Rest-Getriebeübersetzung noch zu groß, muß man die Übersetzung je nach verfügbarkeit der Zahnräder in weitere Getriebestufen zerlegen.

Puuuhhhh ........

Jetzt hat man erstmal alle Grunddaten: max.Drehzahl des Elektromotors, max. Drehmoment des Elektromotors, Getriebeübersetzungen in allen Stufen des Getriebes.

Genau so, wie bei einer Getriebeübersetzung die Drehzahl auf der nächsten Getriebestufe um den jeweiligen Übersetzungfaktor dividiert wird,
genauso multipliziert sich das Drehmoment auf der der nächsten Getriebestufe um den Übersetzungsfaktor.

Somit könnte man jetzt wenn man wollte, die max. Drehzahlen und max. Drehmomente für jedes Zahnrad und für jede Getriebewelle ausrechnen, und sich die passenden Zahnräder und Wellenduchmesser heraussuchen/berechnen.
Bei meinem Modell habe ich mir das aber verkniffen, da ich aufgrund meiner Erfahrungswerte weis, dass Wellen und Zahnräder aus Messing oder Stahl die auftetenden Belastungen bei einem 1:16 Modell locker aushalten.


Dann noch mal schnell ein Gehäuse konstruieren, wo die Getriebestufen reinpassen, und bei dem das Getriebe auch gleichzeitig noch in das Modell reinpasst, und wo man auch noch den Elektromotor anflanschen kann ...


Ist allso eigentlich ganz einfach :))


PS:
Ich hab mein Getriebe mindestens 7 mal im CAD konstruiert und 3 mal als Prototyp gebaut, zwei verschiedene Elektromotoren getestet, bis ich zufrieden mit der Leistung des Modells war ... nur mal so als Anhaltspunkt, damit du weist, wo die Reise hin geht ;)



Gruß Robert
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21.06.2017, 13:59 Uhr
Robert besucht im Moment das Board.Robert eine private Nachricht schreibenRobert
BW-Meister

[Administrator]



PS: "Abdichten der Wellen"

Das Getriebe sollte man schon komplett geschlossen konstruieren. Damit kein Staub oder Sand an die Lager und vor allen Dingen die Zähne der Zahnräder kommt. Sonst bildet der Staub zusammen mit dem Schmierfett eine Schleifpaste, die die Zahnräder nur unnötig früh verschleißen läßt.

Das Getriebe braucht aber auch nicht Wasserdicht bis 10 Meter Wassersäule sein, schließlich bauen wir hier kein Uboot. Ein normales "Staub-Dicht" reicht da vollkommen aus !!!

Beim Welleneingang vom Elektromotor braucht es keine Wellendichtung, da der angeflanschte Elektromotor den Eingang abdichtet (kommt auf die Konstruktion an der Stelle an).

Beim Wellenausgang gild: Das beste ist den Wellenausgang so weit wie möglich vom Deck weg platzieren. An sonsten kann man am Wellenausgang eine Dichtung anbringen, oder ein abgedichtetes Kugellager verwenden.


Meine Erfahrung ist, das Dreck am Getriebeausgang weniger ein Problem ist, als an den Lagern der Rädern oder Laufrollen. Daher habe ich meine Getriebeausgänge nicht extra mit Wellendichtungen versehen.


Gruß Robert
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21.06.2017, 16:40 Uhr
Oldchap besucht im Moment nicht das Board.Oldchap eine private Nachricht schreibenOldchap


Hmm! Ich würde in so einem Fall vorab gerne wissen wollen, über welche (Modell?) Größen denn gesprochen wird. Klar kann man auch für 1:16 und kleiner ein Getriebe selbst konstruieren und bauen, aber da dürfte es dann mehr um den "Spaß an der Freud" als um eine Notwendigkeit gehen, denn da gibts Fertigteile zu Hauf.

Bei den Großmodellen ab 1:6 mit Gewichten ab 100 bis über 400 kg sieht das anders aus. Gewiß, auch da gibts für 90 % der Fälle fertige Komponenten in einer Qualität und Preiswürdigkeit, die jeden Selbstbau überflüssig erscheinen läßt, aber wenn dann noch platzmäßige Besonderheiten dazukommen, kann schon mal ein Selbstbau notwendig werden.

Für die hochbelastete letzte Stufe bietet sich die offene Rollenkette an, weil (nur?) damit mit wenig Aufwand und hohen möglichen Toleranzen dauerhaft ein hohes Drehmoment übertragen werden kann. 100 Nm und mehr sind da kein Problem; Zugfestigkeiten von mehr als einer Tonne auch nicht! Die Abdichtung der Rollenkette und der Kettenräder erscheint überflüssig angesichts der Preiswürdigkeit und der hohen Stabilität der verfügbaren Teile.
--
Viele Grüße

Gerhard

_________________________
Bigtanks-Köti 1:6, Hermann-Porsche-Köti 1:6, Bigtanks-Jati 1:6, Armortek-Japa 1:6
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21.06.2017, 22:08 Uhr
wolfheni besucht im Moment nicht das Board.wolfheni eine private Nachricht schreibenwolfheni
hallo christian und robert,

"Schwierig wird es bei der Ermittlung des Antriebsdrehmomentes des Orginalfahrzeuges ... und leider auch bei der Ermittlung des Drehmomentes für den Elektromotor beim Blockierstom, weil diese Kenngrößen nicht immer in den technischen Daten angegeben werden. "

noch schwieriger wird es wenn auch noch ein originales fahrverhalten erreicht werden soll.

das original hat ja sicherlich keinen elektroantrieb und die drehmomentkurven von e-motoren und verbrennungsmotoren
unterscheiden sich ja nunmal.

in den meisten fällen kommt dann dabei ein modell heraus, das selbst mit viel fingerspitzengefühl an der fernsteuerung
dennoch keine originales fahrverhalten zeigt. oder??? ?(


gruß wolfgang


--
nichts ist unmöglich oder es staunt der fachmann und der laie wundert sich
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21.06.2017, 22:28 Uhr
Robert besucht im Moment das Board.Robert eine private Nachricht schreibenRobert
BW-Meister

[Administrator]



Hallo Wolfgang,

orginalgetreues Fahrbild bedeutet wesentlich mehr als nur Getriebeberechnung.

Die Getriebberechnung liefert NUR die maximal Geschwindigkeit, und die maximale Antriebskraft für das Modell. Diese sollten natürlich mindestens so groß sein, dass das Modell die Fahreigenschaften des Orginals auch erreichen kann.


Zum orginalgetreuen Fahrbild gehört noch wesentlich mehr:
1. Die Fahrwerks- und Lenk-Geometrie
2. Die Federsteifigkeit, oder sollte ich besser sagen die "Federweichheit" der Federung :))
(die meisten Modelle sind nämlich viel zu hart gefedert)
3. die Dämfung der Federung
4. die Bodenfreiheit
5. das Gewicht und damit die Masseträgheit des Modells
(die meisten Modelle sind im Verhältniss zum Orginal viel zu leicht)
6. Die Lage des Masseschwerpunktes im Modell
7. Größeres Spiel im Antrieb und in der Lenkung, was die Steuerung des Modells schwierig und hakelig macht
8. Der Fahrer des Modells, der erst mal lernen muß, das Modell möglichst realistisch zu bewegen.

und nicht zu letzt, die Physik !!!!

Die Physik läßt sich nämlich NICHT im Maßstab verkleinern !!!
Das führt dazu, daß Modelle viel schneller Hüpfbewegungen machen, als im Orginal-Maßstab.


Gruß Robert
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21.06.2017, 22:32 Uhr
wolfheni besucht im Moment nicht das Board.wolfheni eine private Nachricht schreibenwolfheni
hallo robert,

du bringst es auf den punkt. eben alles sehr sehr schwierig.

nichts desto trotz, wir arbeiten daran :D

gruß wolfgang
--
nichts ist unmöglich oder es staunt der fachmann und der laie wundert sich
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21.06.2017, 23:32 Uhr
Oldchap besucht im Moment nicht das Board.Oldchap eine private Nachricht schreibenOldchap


Für die Optik des Fahrverhaltens (Fahrbild) ist nicht zuletzt die Leichtgängigkeit der Lagerung der Schwingarm-Tragachsen wichtig. Hier verhalten sich die meisten Modelle nicht optimal: hebt man die Karosse in den Federn an, bleibt sie anschließend oben; drückt man drauf, bleibt sie anschließend unten! Bei diesem Zustand muß man sich über Federung, Dämpfung etc. keine Gedanken mehr machen.....

Aus meiner Sicht die schlimmsten Fehler passieren aber beim Fahren; nicht beim Bauen! Wer mit einem Panzer "umherkachelt" wie mit einem Buggy (ruckartiges Beschleunigen, Lenken, Bremsen), der hätte sich m.E. beim Bauen gar nicht erst groß Gedanken über Vorbildtreue machen müssen!

Die heutigen Computersender unterstützen immerhin die automatische Servoverzögerung ("Massenträgheit"), die da vieles korrigieren kann, das der Steuerer zu "forsch" angeht. Da kann man sich Elektroniken (oder gar echte Schwungmassen) im Modell sparen.
--
Viele Grüße

Gerhard

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22.06.2017, 09:52 Uhr
Bilko besucht im Moment nicht das Board.Bilko eine private Nachricht schreibenBilko
Hallo Allerseits,

wow, das sind ja schon mal eine ganze Menge hilfreicher Informationen. Vorab schon mal vielen Dank an Euch alle! Im Moment sind das zwar noch ungeordnete Hieroglyphen, aber zumindest habe ich jetzt Begriffe nach denen ich Googeln kann und somit hoffentlich einen Anfang finde.

Zu dem Thema "Originales Fahrverhalten" nachzubilden, das hätte bei mir auch einen sehr hohen Stellenwert. Zumindest würde ich gerne versuchen, so nah wie möglich daran zu kommen. Wo man dann letzten Endes landet und sich gegebenenfalls mit Zufrieden gibt, muss man dann schauen.

Chris hier aus dem Forum war schon mal so nett und hat mir vor einiger Zeit den Durchmesser für den Federstahldraht berechnet den ich voraussichtlich benötige. Alles aufgrund von "Ungefähr" Angaben. Ich habe mich da bewusst für den etwas dickeren Draht entschieden, da ich ihn im Zweifel runterschleifen würde.

Ich habe mir schon so etwas in der Art gedacht, das man bei den Durchmessern der Wellen und den Lagern nicht viel berechnen muss, wenn man von vorneherein auf etwas stabilere Bauart achtet. Bei den Dimensionen ist es preislich auch sicherlich nicht so ausschlaggebend, wie wenn man jetzt einen Bagger für den Kohleabbau planen müsste!?

Ich hoffe ich kann in naher Zukunft weiter an meinem Baubericht für den M1A2 Abrams schreiben, ich habe schon einige Fortschritte sowie auch Fotos gemacht.

Bis dahin, schöne Grüße

Christian
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22.06.2017, 23:22 Uhr
Oldchap besucht im Moment nicht das Board.Oldchap eine private Nachricht schreibenOldchap


Wie ein realistisches Fahrverhalten z.B. aussehen könnte, zeigt dieses Video vom AT-Bergepanther. Die Zeitlupe tut natürlich ein Übriges.

https://www.youtube.com/watch?v=-NViwvprdQE&feature=youtu.be



--
Viele Grüße

Gerhard

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