Berechnung Übersetzungsverhältnis
Hallo Leute,
Folgendes Problem:
Ein Bekannter baut Modellautos (Tretautos für Kinder). Er möchte in das aktuelle Projekt einen Elektromotor aus einem Roller verbauen, und nun geht es an die Auslegung der Übersetzung.
Bekannte Größen sind (von mir berechnete Größen in rot, da ja möglicherweise falsch.....):
Roller
Zähnezahl Antrieb (Motor): 16 (muss auch so bleiben, da Zahnrad nicht wechselbar)
Zähnezahl Abtrieb: 98
vMax Roller: 16 km/h
Radumfang: 430 mm
Übersetzungsverhältnis: 6,13
Radhalbmesser: 68 mm
Drehzahl Abtrieb: 624 1/min
Auto
vMax Soll: ~8 km/h
Radumfang: 690 mm
Radhalbmesser: 110 mm
Drehzahl Abtrieb: 193 1/min
Übersetzungsverhältnis: 19,82
Zähnezahl Abtrieb: 317
Berechnet habe ich nun:
- Übersetzungsverhältnis Roller
- Über den Radumfang die Radhalbmesser
- In Verbindung mit den Geschwindigkeiten die Drehzahl an der jeweiligen Antriebsachse
- Über die Drehzahlen das nötige Übersetzungsverhältnis des Autos
- Über das Übersetzungsverhältnis des Autos die nötige Zähnezahl des Abtriebs
Die berechnete Zähnezahl erscheint mir bissl groß, da aber die Geschwindigkeit geringer, und gleichzeitig der Radumfang größer wird, könnte es doch hinkommen........
Ich befürchte fast, daß sich niemand die Arbeit macht das alles zu lesen, aber würde mich sehr freuen wenn da nochmal jemand drüberschaut, da ich grad bissl auf dem Schlauch stehe....
Vielen Dank schonmal im Voraus!
Grüße
11 Antworten
Ich habs etwas anders gerechnet:
zuerst die Drehzahl des Motors: --> 3798 U/min (das ist eine übliche Drehzahl: 3800 U/min) --> scheint also zu stimmen.
Nun rückwärts die benötigte Zähnezahl beim Auto für die geforderte Geschwindigkeit: 314
Das liegt mit den üblichen Rundungen gut bei deinen 317.
Gruß SRAM
Vielen Dank schonmal!
Die Drehzahl des Motors hatte ich auch ausgerechnet (3825 1/min), hab ich aber ganz vergessen mit anzugeben.
Aber scheint ja dann zu stimmen.
Wie wird so ein Elektromotor normalerweise dimensioniert? Kann man anhand der genannten Größen davon ausgehen daß der das packt, oder gilt hier der Grundsatz "Versuch macht kluch"? 😉
Grüße
Das kann man auch ausrechnen, Dazu brauch es aber noch ein paar Zahlen mehr! Welche Leistung der Motor hat und das Gewicht des Fahrzeugs mit Fahrer, sind das absolutes Minimum um eine "fundierte Schätzung" abzugeben.
Aus dem Bauch heraus, falls der Roller mit Fahrer nicht weniger als die Hälfte wiegt wird es reichen. Da die Radzugkraft sich verdoppelt, kann sich das Gewicht auch entsprechend verdoppeln.
Wo willst du ein solches Zahnrad hernehmen? Selbst ein gerade verzahntes ist schon schwer zu fertigen, wenn es dann noch schräg verzahnt ist, dann gute Nacht...
Mein Bekannter arbeitet im Modellbau. Die Herstellung des Zahnrades ist also nicht das Thema, aber natürlich doch ein gewisser Aufwand.
Deshalb sollte es von der Dimensionierung auch auf Anhieb passen, um die gewünschten ~8 km/h zu erreichen. Schräg verzahnt ist es nicht (läuft über nen Riemen).
Was die Auslegung des Elektromotors betrifft, so sollte es von Deiner Beschreibung her passen. Läuft also wohl auf einfach Ausprobieren hinaus.
Kann man davon ausgehen, daß diese ~3800 1/min die Nenndrehzahl des Motors sind, sprich daß die Drehzahl auch nicht höher/niedriger wird wenn z.B. weniger bzw. mehr Leistung abgefordert wird? Oder liefert so ein Elektromotor grundsätzlich immer die selbe Drehzahl, und brennt bei extremer Überlastung einfach durch?
Sorry, aber Elektromotoren sind so gar nicht mein Thema............... die Fragen sind ja wahrscheinlich fast schon peinlich 🙄
Grüße
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Ein Zahnriemengetriebe vereinfacht das auch, um ein vielfaches. Ich war von einem Zahnradgetriebe ausgegangen 😉
Die 3800 u/min liegen bei Nennleistung an. Da das ein vermutlich ein Reihenschlussmotor ist, hängt die Drehzahl sehr stark von der Last ab.*KLICK*
Bergab wird es also etwas flotter werden. Ohne Last kann dir der Motor sogar durchgehen, das heißt bei einem Riemenriss & Vollgas dreht der Motor bis der Anker durch die hohe Fliehkraft zerstört wird.
Wer fragt, zeigt doch schon jede Menge Intelligenz 😉 Peinlich ist anders...
Mir geht es nur darum, daß nicht der Fall eintritt, daß das Übersetzungsverhältnis dann zwar "perfekt" ausgerechnet ist, aber die Kiste dann doch schneller als 8 km/h läuft, weil der Motor aufgrund geringerer Belastung bspw. 5000 1/min dreht.
Oder eben der umgekehrte Fall, daß die Kiste nicht vom Fleck kommt.............
Ersterem Fall kann man ja sicher noch bspw. mit nem Widerstand in der Stromversorgung (zwischen Gaspedalpoti und Motor) entgegenwirken.
Im zweiten Fall aber würde dann ja nur ein etwas geringeres Übersetzungsverhältnis Abhilfe schaffen, was wieder ein anderes Zahnrad nötig machen würde. Das gilt es zu vermeiden.
Das wird wirklich schwierig...
Die Anfahrschwäche sehe ich nicht so als Problem, da der Reihenschlussmotor da seine Stärke hat. Beim Toppspeed schon eher, da jedes Gramm und jedes Grad Gefälle, dem Motor hilft.
Ein Widerstand ist bei den Leistungen auch nicht einfach, da wäre es einfacher die Spannung über den Akku zu reduzieren.
Ohne genaueres Wissen über die Technik ist das aber schon reine Spekulation. Da selbst der Reihenschlussmotor schon auf meiner Erfahrung aufbaut, aber eine Vermutung bleibt. 😉
So ähnlich sieht das Spenderfahrzeug aus. Die angegebenen 15 km/h Höchstgeschwindigkeit kommen auch hin.
Wäre mal interessant wie das bei den "serienmäßigen" Elektroautos für Kinder realisiert wird, daß die nicht bergab immer mehr beschleunigen, wie Du es beschreibst.
Aber wie Du schon sagst......... sind alles Vermutungen. Ich glaub ich werde mal versuchen nähere Infos zum verwendeten Motor und zum späteren Gesamtgewicht des Autos in Erfahrung zu bringen.
Schon mal vielen Dank für die bisherigen Tipps an alle!
O_o! 120Watt das klingt "erbärmlich" und nicht nach Reihenschlussmotor. Hab da etwas größeres im Auge gehabt...
So ab 0,3-0.4 KW...
Da machen permanent erregte GSM kaum noch Sinn, bei den üblichen Akkuspannungen. Bei den schon "werbegeschönten" 120W (reellen 60-80Watt) sieht das anders aus, da wird wohl ein Dauermagnet verbaut sein.
Das heißt im Klartext? 🙂
Ich glaub ich werd ihm die Daten des Zahnrads geben, dann soll er das Ding anfertigen, und dann muss man einfach mal testen. Bis ins Detail kann man das wohl nicht ausrechnen, erst recht nicht wenn solche Billigkomponenten ohne genaue Daten verbaut werden.
Er wollte von mir ja auch nur das Übersetzungsverhältnis wissen. Wäre halt ärgerlich wenns dann Probleme mit dem Motor gibt, aber wird man ja dann sehen.
Ich rechne immer so:
(Drehzahl x Radumfang (in Metern) x 0.06) : Getriebeübersetzung
Bei Zahnrädern die Zähnezahl des getriebenen Zahnrades durch die des antreibenden teilen.