摇杆机构功率计算

hqqhqq · 发表于 2010-12-23 13:24:30

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本帖最后由 hqqhqq 于 2010-12-24 12:09 编辑

如图所示，由电动推杆推动连杆1运动，再带动杆2旋转，电池板与杆2垂直，于是也跟着旋转.角度可从+45到-45。一共16排，每排4个铰接1支点。一个推杆，位于中心。
已知风载荷始终与电池板垂直（正反皆有可能）大小为0.6KN/㎡，电池板自重0.12KN/㎡，铰接1处用尼龙6的轴承，摩擦系数0.25（还没查到准确值），铰接2、3、4处0.35（都是销钉，45#钢）。
现在选推杆的推力和功率。图中按推杆正在推动考虑，即电池板顺时针转动，铰接1处弯矩为零，则(F1-f2-f3-f4)*H-G*L-f1*R=0,(电池板中心在倾斜时与铰接1不重合，F2大部分被挨着推杆的两排承受了，所以就忽略了)，
问题1：f2\f3\f4是不是各等于0.25F1,0.35F,0.35F？
问题2，公式对吗，这儿应该考虑f2\f3\f4吗？还是不减f2\f3\f4，算出F后乘以1.3或是1.2的系数。
解决此问题后就可求出F1，进而得出匀速运动时的功率。
接下来算启动功率，我们知道有两个公式可以用，1、F=ma，2、P=J*n*n/91200/t，
问题3，对第一个公式m该怎么取呢？且F是减去摩擦力以后的力，此时的摩擦力该取哪几个，第二个公式的转动惯量也要用到m，且没有考虑摩擦力的影响，又不能加入风力，算出来能算电机功率吗？
问题4，如果将电动推杆换成减速电机，机构做成双摇杆（电机轴上固定摇杆），算法是不是差不多，输出扭矩克服摩擦力矩即可，跟选择推杆那种形式比较好，场地没限制。都是在户外使用，全国各地都可能用到，高低温、风沙，基本没有维护，所以没用齿轮齿条的。轴承用的尼龙的。
谢谢各位能帮助解决一下，因为一直做的是静态钢结构，对运动学不是太懂。谢谢。

unimont · 发表于 2010-12-23 23:49:56

如果你电机不带减速器的话好像方向不对。
如果带蜗轮蜗杆减速器方向就对了，而且还能自锁。

问题一和问题二，公式不对，f1,f2,f3,f4不可能都和H相乘，（没看到你的H是哪里的距离），整个想法就不对，要一个连杆一个连杆的计算
问题三，你也可以用扭矩等于惯性矩乘以角加速度算
问题四，不能做成双摇杆，普通电机定位不准。

hqqhqq · 发表于 2010-12-24 12:10:43

本帖最后由 hqqhqq 于 2010-12-24 12:24 编辑

2# unimont
不好意思，漏传了，您看图77.
问题三，求出扭矩怎么用？用的就是蜗轮蜗杆的电动推杆，把输出扭矩转化成推力？扭矩/丝杠半径是不是就是推力了，自锁的蜗轮蜗杆效率不大于0.5，所以功率得用推力*速度*2.是不是这样？

xiaoqh119 · 发表于 2010-12-25 00:33:14

一、从楼主所绘制的结构模型来看，相当于一个滑块摇杆（后面是多个平行四边形）机构，原理上没有问题；
二、风载为0.6KN/㎡时，属于11级台风，风速可达31m/s，对建筑物具摧毁作用，虽不知具体尺寸，但从
图中的比例来看，无论是强度、稳定性还是长细比，恐怕都很难满足要求；
三、电池板在不垂直于风速的情况下时，16排所产生的强大力矩均需刚性连杆1 去平衡，进而力传递至电动推杆；因此，计算时，应按风载与电池板某夹角，刚性连杆1 产生的最大值去计算。
四、推算其中一块电池板的【自重】所需求的【电动推杆出力】，将其乗以16；并附加各个环节的摩擦力，
最终得到电动推杆的【最大推力】，进而根据该系统所要求的速度，求出功率。
五、根据以上功率，除以机械效率，再除以使用效率（如0.8），即可得；
六、由于本设备长期使用于户外，考虑异常的因素（如腐蚀、生锈、磨损等），电机须酌情考虑储备功率问题；
七、电机最好加防护盖，且防护等级至少IP55。
最后，针对该类型的结构，初次选型计算不可能十分准确，因为，加工误差、安装不平行以及结构不够稳定等
都会在消耗系统功率，因此，建议工程使用过程中，如果有条件，须测量电机的实际工作电流，进而推算实际
消耗的功率，以作为下次计算时的修正系数。

以上个人拙见，仅供参考

hqqhqq · 发表于 2010-12-28 16:04:53

4# xiaoqh119
谢谢，不过我的截图可能不太清楚，每排电池板下面都有柱支撑着，无需电动推杆去顶着，推杆要克服的仅是风力产生的摩擦力。结构强刚稳上富裕还是挺大的（不旋转的我做过很多了）。

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