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機械社區

標題: 難搞，翻轉類偏心機構的扭矩如何計算？請各位大神指教 [打印本頁]

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-18 14:57
標題: 難搞，翻轉類偏心機構的扭矩如何計算？請各位大神指教
本帖最后由小蝸牛zp 于 2023-12-18 16:58 編輯

我這邊有個翻轉機構，3個半圓軸瓦共用一個翻轉機構，1、2.5噸（重心與軸心同心）2、2噸（重心在軸心下方40mm）3、1.5噸（重心在軸心下方70mm），這樣的機構咋計算扭矩?。壳蠼檀笊?br />

作者: Dreaming___snai 時間: 2023-12-18 16:20
上motion跑一遍

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-18 16:31

Dreaming___snai 發表于 2023-12-18 16:20
上motion跑一遍

我用的是SW，我這個沒有，白金版的才有的。。

作者: LiNing_jrjub 時間: 2023-12-18 16:36
本帖最后由 LiNing_jrjub 于 2023-12-18 16:38 編輯

藝高人膽大是吧，好幾噸的東西用懸臂結構？
你這懸臂結構，看上去就懸的很，畢業設計？
速度要求多少？加減速時間要求多少？設備怎么放置？重力方向是哪個方向？

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-18 16:54

LiNing_jrjub 發表于 2023-12-18 16:36
藝高人膽大是吧，好幾噸的東西用懸臂結構？
你這懸臂結構，看上去就懸的很，畢業設計？
速度要求多少？加 ...

你別說，還真有這種，找了個圖片，手輪搖的，速度沒要求，空間有限，想配兩個減速機，但是手搖的減速比太高，搖的圈數太多，人受不了啊，我用力X力臂粗算了一下那個重心和軸心同心的，但是還有倆偏心的，整不會了，就來求教了呀

作者: siralop 時間: 2023-12-18 20:16

LiNing_jrjub 發表于 2023-12-18 16:36
藝高人膽大是吧，好幾噸的東西用懸臂結構？
你這懸臂結構，看上去就懸的很，畢業設計？
速度要求多少？加 ...

這個是學校或者研究所這樣的機構的試驗臺架，都這樣，無非是穩定取點的問題。

作者: siralop 時間: 2023-12-18 20:19
找個?？疲ㄖ袑＞托校┧麄冇邪l動機或者變速箱試驗臺架，去看看他們用多大的減速器就好了，這里估計好多人都做過，你問問他們用多大的減速器，估計一包華子錢就給你搞定了。
我見過，但沒記減速器扭矩和規格。

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-19 07:55

小蝸牛zp 發表于 2023-12-18 16:54
你別說，還真有這種，找了個圖片，手輪搖的，速度沒要求，空間有限，想配兩個減速機，但是手搖的減速比太 ...

偏心的不會啊，那個咋算啊

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-19 09:03

siralop 發表于 2023-12-18 20:19
找個?？疲ㄖ袑＞托校┧麄冇邪l動機或者變速箱試驗臺架，去看看他們用多大的減速器就好了，這里估計好多人都 ...

主要是解決這個問題的同時咱能跟著學習一下，不然搞的知其然不知其所以然，以后再遇到類似的問題咋整啊，通過重心評分的話，兩端重量是平衡的，可以大概估一下，但不是正統的法子，搞的也不準

作者: LiNing_jrjub 時間: 2023-12-19 09:31
本帖最后由 LiNing_jrjub 于 2023-12-19 09:34 編輯

沒有轉速要求，沒有旋轉精度要求，那么就隨便搞了
第一種情況不偏心，理論上讓你家老母雞用嘴啄一下也能讓轉軸轉動起來，但實際上這是不可能的，因為要考慮摩擦力，這個你就得有經驗了，或者有設備做參考。
第二種情況，重心不在轉軸上，并且偏心距離你都知道了
那么什么時候所需要的扭矩最大？就是當重心和軸心的連線與重力垂直的時候（重力垂直于力臂）
2噸≈20000N，偏心40mm,算出產生的最大扭矩為800NM
1.5噸≈15000N，偏心70mm,算出產生的最大扭矩為1050NM
取較大值1050NM，算上安全系數（建議大于1.5），即為所需扭矩
為了保證旋轉到位之后不回退，一定要用渦輪減速機（渦輪減速機效率要額外計算），能自鎖

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-19 09:43

LiNing_jrjub 發表于 2023-12-19 09:31
沒有轉速要求，沒有旋轉精度要求，那么就隨便搞了
第一種情況不偏心，理論上讓你家老母雞用嘴啄一下也能讓 ...

不偏心的2.5噸的那個我照著公式，扭矩=力X旋轉半徑，用25000Nx0.7M（旋轉半徑），算出17500NM，這么算錯了啊？小白求教，感謝

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-19 13:29

LiNing_jrjub 發表于 2023-12-19 09:31
沒有轉速要求，沒有旋轉精度要求，那么就隨便搞了
第一種情況不偏心，理論上讓你家老母雞用嘴啄一下也能讓 ...

那這種的應該要怎么計算呢？

作者: DaedraMech 時間: 2023-12-19 17:02
負載需要的驅動力矩可以簡單地分為三部分：一部分用來抵抗負載的慣性以達到一定轉速，一部分用來克服其重力（如果有偏心），還有一部分用來克服各運動副摩擦。
接下來以你這里面2t，偏心40mm的情況為例，第一部分可以應用M=Jα。
轉動慣量J可以在網上找到很多計算公式，但在SW里直接計算要快得多。此外J與轉軸的位置密切相關，因此我們可以在轉軸上建立坐標系來考察特定軸上的轉動慣量。如圖所示，我們很方便地得到了負載相對轉軸的轉動慣量為238.14kg·m^2（必須注意，轉動慣量由積分得來，即使我使用了與你相同的質量和質心位置，只要質量的分布不同，轉動慣量的結果就可能差很多，所以你不能直接拿我這里的數據套用到設備中）。
(, 下載次數: 271)
角加速度α則與你的工況相關，假設這個設備需要在2s內把負載加速到0.5轉/秒，
那么α=Δω/Δt=2π·0.5/2=1.57rad/s^2。
負載如果不偏心，各運動副也十分光滑，那么就直接有M1=Jα=238.14×1.57=374Nm，通過motion仿真也得到同樣的結果：
(, 下載次數: 276)
對于第二部分，由于負載偏心，我們驅動動質心升高時要克服重力做功，如圖所示，這部分重力矩的變化規律比較容易得出：
(, 下載次數: 263)
即M2=mg·e·sinθ=mg·e·sinωt=2000×9.8×0.04×sinωt=784sinωt，且易知θ=90°時力矩最大，為784Nm，通過motion仿真也窺見M1、M2疊加后的力矩變化規律：
(, 下載次數: 264)
最后，摩擦力矩M3不必算出，而是可以通過機械效率（如減速機樣本中的數據、各種標準件的傳動效率經驗表）涵蓋這部分，我們假設機械效率為60%，那么合力矩M=M1+M2+M3=(M1+M2max)/0.6=(374+784)/0.6=1930Nm，通過motion仿真也可以得到三者疊加后的力矩變化規律：
(, 下載次數: 273)
而如果你最終選擇了一款1：160的減速機，取個工況系數K=1.2，那最終需要的輸入力矩就是Mi=1.2×M/160=19.47Nm。

作者: 285916325 時間: 2023-12-19 18:00

DaedraMech 發表于 2023-12-19 17:02
負載需要的驅動力矩可以簡單地分為三部分：一部分用來抵抗負載的慣性以達到一定轉速，一部分用來克服其重力 ...

雖然看不懂，但是可以點贊！

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-19 18:27

DaedraMech 發表于 2023-12-19 17:02
負載需要的驅動力矩可以簡單地分為三部分：一部分用來抵抗負載的慣性以達到一定轉速，一部分用來克服其重力 ...

很詳細，非常感謝，手下我的膝蓋吧，大神

作者: cc851 時間: 2023-12-19 20:47
最近我也要弄這種，不過我的工件只有400kg

作者: siralop 時間: 2023-12-19 21:29

小蝸牛zp 發表于 2023-12-19 09:03
主要是解決這個問題的同時咱能跟著學習一下，不然搞的知其然不知其所以然，以后再遇到類似的問題咋整啊， ...

這個中專的汽車專業標配，去當地找一找，減速器一般是可以自鎖，估計是蝸輪蝸桿的

作者: 小蝸牛zp 時間: 2023-12-20 09:35

DaedraMech 發表于 2023-12-19 17:02
負載需要的驅動力矩可以簡單地分為三部分：一部分用來抵抗負載的慣性以達到一定轉速，一部分用來克服其重力 ...

大佬，M2我不需要放安全系數嗎？

作者: 機九零 時間: 2023-12-20 10:03

DaedraMech 發表于 2023-12-19 17:02
負載需要的驅動力矩可以簡單地分為三部分：一部分用來抵抗負載的慣性以達到一定轉速，一部分用來克服其重力 ...

學習了，厲害

作者: k101 時間: 2024-3-4 14:07

DaedraMech 發表于 2023-12-19 17:02
負載需要的驅動力矩可以簡單地分為三部分：一部分用來抵抗負載的慣性以達到一定轉速，一部分用來克服其重力 ...

很棒，感謝

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