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標(biāo)題: 我自己計(jì)算了畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)工作機(jī)構(gòu)的一下數(shù)據(jù),，求大神看看算的對不對 [打印本頁]

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-17 22:23
標(biāo)題: 我自己計(jì)算了畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)工作機(jī)構(gòu)的一下數(shù)據(jù),，求大神看看算的對不對
我的畢設(shè)是全自動(dòng)拖把清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中拖把清洗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路是由電機(jī)直接帶動(dòng)圓柱形的清洗輥筒在水中以大概10r/min的速度勻速旋轉(zhuǎn),，或者使用齒輪或V帶帶動(dòng)輥筒旋轉(zhuǎn),，傳動(dòng)簡圖和清洗輥筒的二維圖大概是這樣子的�,，F(xiàn)在卡在電機(jī)選型計(jì)算和各工作機(jī)構(gòu)計(jì)算那里，我自己試著算了一下,，不知道對不對,，首先計(jì)算這個(gè)輥筒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=mr^2/2，因?yàn)檩佂步＋@得的質(zhì)量m約等于46.1kg,，最大半徑（包括了那一排排的細(xì)長圓柱）r=255mm,，換算后r=0.255m帶入后得J=46.1*0.255^2/2≈1.495kg·m^2，周期T是轉(zhuǎn)一圈所需要的時(shí)間,，所以為6秒一轉(zhuǎn),，線速度v=2πr/T=2*3.14*0.255/6≈0.27m/s，角速度=2π/T=2*180/6=60rad/s,，旋轉(zhuǎn)輥筒需要的輸入功率為p=F*V/1000,，重力F=mg=46.1*9.8=451.78N，那么p=F*V/1000≈0.12kw,，電機(jī)啟動(dòng)后,，帶動(dòng)輥筒達(dá)到勻速的理想時(shí)間是3秒，那么角加速度β=ω/t=60/3=20,，轉(zhuǎn)矩P=J*β=1.495*20=29.9,。
目前就算了那么多，請各位大神指正是否有錯(cuò),，有錯(cuò)該怎么改,，還有知道這些數(shù)據(jù)之后怎么選電機(jī)，選電機(jī)后需不需要選減速器,，在這里謝謝各位大神了

作者: 斯拙Sizzo 時(shí)間: 2020-4-18 08:14
本帖最后由斯拙Sizzo 于 2020-4-18 08:22 編輯

我去年畢業(yè)的,，不過理論知識我自認(rèn)為還沒忘記多少，我簡單的說下我看到的錯(cuò)誤：

1.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量算錯(cuò)了,，中間重,，外圍輕，不能簡單的把最大的r代入進(jìn)去,，你可以在solidworks里面建個(gè)模型,，然后點(diǎn)開質(zhì)量屬性看下。
2.你這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)輥筒有點(diǎn)重啊,，是批量清洗拖把的嗎,？
3.電機(jī)一般來說轉(zhuǎn)速在3000r/min左右，所以在這邊需要一個(gè)減速器,，我看圖上有一級齒輪,，應(yīng)該達(dá)不到1:300的減速比。
選電機(jī)一般直接按照功率選就完事兒了,，看你要伺服電機(jī)還是異步電機(jī)啥的,，主要是控制方法的區(qū)別,，你可以下個(gè)邁迪，里面有蠻多電機(jī)的模型,。

作者: zhufeng_hgp 時(shí)間: 2020-4-18 08:20
功率的計(jì)算不對,，通過轉(zhuǎn)矩計(jì)算功率P=T*n/9550

作者: 記憶的街角 時(shí)間: 2020-4-18 15:33
像這種機(jī)構(gòu)，你應(yīng)該需要考慮旋轉(zhuǎn)時(shí)水的阻力,，阻力跟速度有直接的關(guān)系,，滾筒的慣量以及傳動(dòng)過程中的旋轉(zhuǎn)體慣量都要計(jì)算在內(nèi)，也要計(jì)算旋轉(zhuǎn)時(shí)水的阻力,，等效一個(gè)旋轉(zhuǎn)慣量,，然后根據(jù)加速時(shí)間，算出所需要的扭矩和功率,，給出一定的安全系數(shù),，然后查表直接選擇就行了。,。,。

作者: 未來第一站 時(shí)間: 2020-4-18 15:40
你全程不考慮負(fù)載嗎？

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-18 19:58

斯拙Sizzo 發(fā)表于 2020-4-18 08:14
...

我輥筒做成實(shí)心的了,，負(fù)載的話因?yàn)橥习盐以O(shè)計(jì)的是一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)把拖把夾在空中,，拖把的重力并不壓在輥筒上，輥筒旋轉(zhuǎn)的時(shí)候只接觸拖把頭部的棉條,，所以負(fù)載的話可能就考慮水的阻力什么的

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-18 20:00

未來第一站發(fā)表于 2020-4-18 15:40
你全程不考慮負(fù)載嗎,？

負(fù)載的話因?yàn)橥习盐以O(shè)計(jì)的是一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)把拖把夾在空中，拖把的重力并不壓在輥筒上,，輥筒旋轉(zhuǎn)的時(shí)候只接觸拖把頭部的棉條,，所以負(fù)載的話可能就考慮水的阻力或者輥筒自身重力什么的

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-18 20:15

記憶的街角發(fā)表于 2020-4-18 15:33
像這種機(jī)構(gòu)，你應(yīng)該需要考慮旋轉(zhuǎn)時(shí)水的阻力,，阻力跟速度有直接的關(guān)系,，滾筒的慣量以及傳動(dòng)過程中的旋轉(zhuǎn)體慣 ...

計(jì)算旋轉(zhuǎn)時(shí)水的阻力根據(jù)水的密度計(jì)算浮力，然后浮力相當(dāng)于阻力對嗎,，計(jì)算出水的阻力后怎么等效一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量啊,？

作者: 蒸紅餅 時(shí)間: 2020-4-18 21:22

|斯拙Sizzo發(fā)表于 04-18 08:14 本帖最后由斯拙Sizzo 于 2020-4-18 08:22 編輯 
 
 
我去年畢業(yè)的,，不過理論知識我自認(rèn)為還沒忘記多少，我簡單的說下我看到的錯(cuò)誤： 
 
 
1.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量算錯(cuò)了,，中間重,，外圍輕，不能簡單的把最大的r代入進(jìn)去,，你可以在solidworks里面建個(gè)模型,，然后點(diǎn)開質(zhì)量屬性看下,。 
2.你這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)輥筒有點(diǎn)重啊，是批量清洗拖把的嗎,？ 
3.電機(jī)一般來說轉(zhuǎn)速在3000r/min左右,，所以在這邊需要一個(gè)減速器，我看圖上有一級齒輪,，應(yīng)該達(dá)不到1:300的減速比,。 
選電機(jī)一般直接按照功率選就完事兒了，看你要伺服電機(jī)還是異步電機(jī)啥的,，主要是控制方法的區(qū)別,，你可以下個(gè)邁迪，里面有蠻多電機(jī)的模型,。

思卓學(xué)長,？

作者: ccgeril 時(shí)間: 2020-4-18 21:26
學(xué)習(xí)下

作者: ccgeril 時(shí)間: 2020-4-18 21:33

作者: yzugwh 時(shí)間: 2020-4-18 23:22
本帖最后由 yzugwh 于 2020-4-18 23:26 編輯

幾個(gè)錯(cuò)誤：
1. 滾筒不是規(guī)則形狀，需用積分法算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,，或者直接3d建模測量
2. 穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)動(dòng)功率和滾筒質(zhì)量無關(guān),，只跟各種阻力之和有關(guān)
3. 水的阻力比較難以手算，因?yàn)樽饔脵C(jī)理太復(fù)雜,，要么通過實(shí)驗(yàn)測定,，要么通過有限元模擬下
4. 加速度你是按需求計(jì)算，并沒有驗(yàn)證電機(jī)是否能滿足,。
你這個(gè)例子里對電機(jī)功率有兩個(gè)要求,，一是保證穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)能克服阻力，二時(shí)保證加速時(shí)間在你要求的3秒之內(nèi),，你需要針對這兩個(gè)需求分別計(jì)算出需要的功率,，然后取大值。另外需要說明的是,，普通異步電機(jī)在啟動(dòng)過程中的扭矩輸出并不是恒定值,，也就是說你的加速度是一直在變化的，不能簡單以最終角速度除以時(shí)間計(jì)算,，理論上也需要根據(jù)轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速曲線積分計(jì)算,，當(dāng)然對于畢業(yè)設(shè)計(jì)來說可以不用考慮這么細(xì)。

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-18 23:30

yzugwh 發(fā)表于 2020-4-18 23:22
幾個(gè)錯(cuò)誤：
1. 滾筒不是規(guī)則形狀,，需用積分法算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,，或者直接3d建模測量
2. 穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)動(dòng)功率和滾 ...

這個(gè)是用solidworks建模后得出的數(shù)據(jù)，怎么算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

作者: yzugwh 時(shí)間: 2020-4-18 23:44

機(jī)械丶萌新發(fā)表于 2020-4-18 23:30
這個(gè)是用solidworks建模后得出的數(shù)據(jù),，怎么算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

就是你截圖里的慣性張量316176kg*mm2,，也就是0.316kg*m2

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-18 23:49

yzugwh 發(fā)表于 2020-4-18 23:44
就是你截圖里的慣性張量316176kg*mm2，也就是0.316kg*m2

知道了負(fù)載=29.596N，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.316kg*m^2后,，如果想用V帶傳動(dòng),，怎么選電機(jī)啊

作者: yzugwh 時(shí)間: 2020-4-19 00:27

機(jī)械丶萌新發(fā)表于 2020-4-18 23:49
知道了負(fù)載=29.596N，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.316kg*m^2后,，如果想用V帶傳動(dòng),，怎么選電機(jī)啊

你這個(gè)是旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)負(fù)載怎么可能是一個(gè)力呢？即便是一個(gè)切向的力（比如滾筒上的觸角劃水產(chǎn)生的力）也應(yīng)該等效成轉(zhuǎn)矩,。有了這個(gè)轉(zhuǎn)矩,，你通過滾筒的穩(wěn)態(tài)角速度就可以計(jì)算穩(wěn)態(tài)功率了。之后除以一個(gè)總的傳動(dòng)效率就可以得出電機(jī)的功率（穩(wěn)態(tài)輸出功率）,。
至于加速的過程,，其實(shí)需要考慮兩個(gè)載荷，一是轉(zhuǎn)筒加速的載荷,，而是轉(zhuǎn)筒受水的阻力載荷（未知,，但一般與轉(zhuǎn)速平方成正比）。如果假定電機(jī)輸出扭矩減去水阻力矩后是恒定的,，那么根據(jù)穩(wěn)態(tài)角速度=2Π*10/60=1.047rad/s,可以算出角加速度就是1.047/3=0.348rad/s2 （你之前算的把角度弧度搞混了）,，那么加速所需的扭矩=0.316kg*m2 ×0.348rad/s2=0.11Nm, 然后加上水阻力矩，再乘以加速完成時(shí)的角速度（即穩(wěn)態(tài)角速度,，該瞬間功率最大）就可以得出最大功率,。所以電機(jī)要能保證瞬間功率可以達(dá)到這個(gè)最大功率，同時(shí)額定功率也要大于第一步計(jì)算的穩(wěn)態(tài)功率,。
功率確定后,，那就是確定轉(zhuǎn)速，這個(gè)就很簡單了,，你看你選的電機(jī)是多少轉(zhuǎn)速,，除以滾筒轉(zhuǎn)速就是傳動(dòng)比了。

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-19 01:01

yzugwh 發(fā)表于 2020-4-18 23:44
就是你截圖里的慣性張量316176kg*mm2,，也就是0.316kg*m2

我算了一下,，您看看對不對，已知轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.316,，負(fù)載=輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)水的阻力=水密度p*物體在水中排開的體積v*重力加速度g=（1*10^3）*0.00302*9.8=29.596N,，轉(zhuǎn)矩M=0.316*角加速度20=6.32 N ·m，負(fù)載功率p=M*n/9550=6.32*10/9550 約等于0.007KW,，換算成瓦=7W,。
還有我想問下如果電機(jī)轉(zhuǎn)速1400r/min，像我這種機(jī)構(gòu)近距離傳動(dòng)的話可以用電機(jī)直接連V帶傳動(dòng)然后減速到10r/min左右嗎

作者: yzugwh 時(shí)間: 2020-4-19 13:42

機(jī)械丶萌新發(fā)表于 2020-4-19 01:01
我算了一下,，您看看對不對，已知轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=0.316,，負(fù)載=輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)水的阻力=水密度p*物體在水中排開的體積 ...

水中的負(fù)載不是這么算的,，這個(gè)沒有明確的公式,，只能說跟你的形狀，浸水的比例,，劃水的速度都有關(guān)系,，具體還是要實(shí)驗(yàn)測定或者CFD分析。
1400r/min降到10r/min,，傳動(dòng)比高達(dá)140,，一級帶減速肯定不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)閮蓚€(gè)輪子直徑比140：1你想想就很不協(xié)調(diào),，用多級的吧,，比如3級，那么每級傳動(dòng)比就只有5.2了,�,；蛘哂梦佪單仐U，行星齒輪都可以實(shí)現(xiàn)單級的大傳動(dòng)比

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-19 18:26

記憶的街角發(fā)表于 2020-4-18 15:33
像這種機(jī)構(gòu),，你應(yīng)該需要考慮旋轉(zhuǎn)時(shí)水的阻力,，阻力跟速度有直接的關(guān)系，滾筒的慣量以及傳動(dòng)過程中的旋轉(zhuǎn)體慣 ...

旋轉(zhuǎn)時(shí)水的阻力怎么計(jì)算啊,，有沒有什么公式

作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2020-4-20 07:12
樓主計(jì)算的是功率,，扭矩沒有計(jì)算嗎，側(cè)重點(diǎn)在負(fù)載,。

作者: 機(jī)械丶萌新 時(shí)間: 2020-4-20 14:28

遠(yuǎn)祥發(fā)表于 2020-4-20 07:12
樓主計(jì)算的是功率,，扭矩沒有計(jì)算嗎，側(cè)重點(diǎn)在負(fù)載,。

我想問一下,，這樣一根不規(guī)則軸在水中被電機(jī)帶動(dòng)以10r/min的速度旋轉(zhuǎn)，軸的兩頭有軸承,，軸上沒有東西壓在軸上,，那么它的負(fù)載需要計(jì)算這個(gè)軸自身的重力嗎，因?yàn)樗谴钤谳S承上的,，還是只需要算水對它的浮力,。還有可以的話您能幫算下它在水中旋轉(zhuǎn)的時(shí)候受到的水的阻力嗎。

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