Ungleichmässigket Kardan-Gelenk(e)

Aug 23, 2006 7 Replies

Hallo, ich hoffe, dass ich hier mit meinem Problem richtig bin. Ich wollte mit matlab die ungleichm=E4ssige Geschwindigkeit des Abtriebs eines Kardangelenkes nachrechnen. Die Formel daf=FCr ist bekannt. Wenn n1 die Drehzahl der Antriebswelle ist, n2 die Drehzahl der Abtriebswelle und beta der Beugewinkel der Wellen, gilt: n2/n1=3Dcos(beta)/(1-cos^2(fi1)*sin^2(beta)) (Quelle: DIN 2722)



Soweit so gut, die Ergebnisse die ich erhalte, stimmen mit der Literatur =FCberein.



Weiterhin steht in der Literatur sinngem=E4=DF: Nimm 2 Kardangelenke mit gleichen Beugewinkeln (Wellen 1 und 3 parallel), dann dreht sich die Abtriebswelle(Nr.3) wieder genauso (gleichm=E4=DFig) wie die Antriebswelle (Nr.1).Wird ja uach prktisch so gemacht... Das wollte ich ebenfalls rechnen und komme nicht zurecht.



Ich dachte, lass fi1 als Laufvariable mit gleichm=E4=DFigen Schritten



360=B0 laufen. Berechne den Winkel der Abtriebswelle Nr2 (fi2, Zwischenwelle des Kardan-Antriebs)

Stecke diesen Winkel als Laufvariable in das Gelenk2. Bei Gelenk2 hab ich Z=E4hler und Nenner aus der obigen Formel vertauscht, weil n1 und n2 (Antrieb und Abtrieb) vertauscht sind.



Berechne Drehwinkel fi3. Hier m=FC=DFte wieder eine Gerade herauskommen.



Kommt aber bei mir nicht raus (obwohl die Geschwindgkeiten so aussehen, als ob sie sich kompensieren, ist der Winkel fi3 keine Gerade. Hat jemand eine Idee, was falsch ist? Ich hab das m-file script hier:



Danke im Voraus, Ludwig


%Unrundheit Kardangelenk(e) mit Beugewinkel beta %Formel n1/n2=3D(1-cos^2(fi1)*sin^2(beta))/cos(beta)



beta=3D45; %Eingabe Beugungswinkel in =B0 beta=3Dbeta*pi/180; %Umrechnung in Bogenmass



fi1=3D1:360; %gleichmaessiger 1=B0-Drehwinkel-Schritt der Antriebswelle fi1=3Dfi1.*pi/180; %Umrechnung in Bogenmass omega=3D2*pi/360; %rad/schritt



%1.Gelenk- Antrieb:fi1, Abtrieb:fi2 n2=3Dcos(beta)./(1-(cos(fi1)).^2*(sin(beta)).^2); %n(Abtriebswelle1 =3Dn(Zwischenwelle) fi2=3Dcumsum(n2)*omega; %Winkel der Abtriebswelle1 -Integral der Geschwindigeit in rad



%2.Gelenk- Antrieb:fi2, Abtrieb:fi3 n3=3D(1-(cos(fi2).^2)*sin(beta).^2)./cos(beta); %Z=E4hler und Nenner der Formel getauscht %Eingangsvariable ist (ungleichm=E4=DFiger) Drehwinkel der Abtriebswelle1



fi3=3Dcumsum(n3)*omega; %Winkel der Abtriebswelle2 -Integral der Geschwindigeit in rad



figure(1) plot(fi1,n2,fi1,n3) grid figure(2) plot(fi1,fi1,fi1,fi2,fi1,fi3) grid



Moin,

ludwig schrub:

Wieso? Es kommt bei den Kardangelenken ja auch noch auf deren Einbauwinkel an. Das müsste sich in der Formel zeigen als ein fi1+fi anstatt fi1. fi ist dann der Einbauwinkel. fi kann dann sinnvollerweise beim ersten Gelenk 0 sein und beim zweiten 90° oder auch 0 oder was man halt will.

Hab leider keine Ahnung von der Syntax dieser Sprache, aber nach meinem Empfinden sehe ich da keine saubere Integration, sondern nur eine Summation diskreter Werte. Also Integration der einfachsten Art. Hast du mal das Ergebnis verglichen, wenn du mit kleineren Schrittweiten rechnest? Was kratzt es, einfach mit 1/1000 Grad zu rechnen.

Stimmen denn deine Ergebnisse wenigstens einigermaßen und du bekommst nur kleine störende Abweichungen von der Gerade? Dann würde ich den Grund in dem einfachen Integrationsverfahren suchen.

CU Rollo

Roland Damm schrieb:

.=2E. Es kommt bei den Kardangelenken ja auch noch auf deren

Hab ich probiert mit (fi-p/2) oder was anderem. Keine wesentliche =C4nderung.

.=2E Hab leider keine Ahnung von der Syntax dieser Sprache, aber nach

Keine wesentliche =C4nderung :-(

Die Anbweichungen sind deutlich sichtbar und (vermutlich) nicht auf die zugegeben einfache Integrationsmethode zur=FCckzuf=FChren. Der Winkel fi2 sieht ganz gut aus- unregelm=E4ssig und endet bei 2pi. Der Winkel fi3 sieht unregelm=E4ssig aus und endet nicht bei 2pi sonder bei ca. 7 (!?)

Aber nur, wenn die Gelenke 90° versetzt sind (oder nicht), je nach Betrachtungsweise.

Gruß, Nick

Moin,

ludwig schrub:

Mal hier geantwortet:

Hieß die Formel nicht n3=n2 * (irgendwas)? Fehlt da vielleicht ein *n2

Weiter oben selber Fehler aber ohne Wirkung, da n1 wohl konstant =1 ist.

CU Rollo

Roland Damm schrieb:

Meine Empfehlung: "Gelenke und Gelenkwellen, Berechnung, Gestaltung, Anwendungen" H.-Ch. Graf von Seherr-Thoss, F.Schmelz, E. Aucktor, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York, ISBN 3-540-41759-1.

Servus Christoph Müller

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Roland Damm schrieb:

Danke, Rollo, das wars! Dass ich irgendwie auf dem Schlauch stehe, hab ich ja geahnt. Dass es wieder mal so primitiv ist..Manchmal hat man doch ganz dicke Tomaten auf den Augen... Ludwig

Die sog. Z- oder W-Anordnung für Kreuzgelenke ist üblich. Sowas macht man (sofern bauraumbedingt möglich) gern bei Lenkanlagen.

Heiko

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