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標題: 請教：需要多大的摩擦力可以將它旋轉起來 [打印本頁]

作者: 淡然 時間: 2014-6-28 10:51
標題: 請教：需要多大的摩擦力可以將它旋轉起來
本帖最后由淡然于 2014-6-28 11:19 編輯

(, 下載次數: 147)

如圖示，序1需要多大的摩擦力可以將序3，帶動一起旋轉起來，轉速200r/min，啟動時間12秒，序3 的重量2噸。
真誠地請教高手，1把3帶動旋轉的方法有很多種，由于設計限制，這里只討論通過摩擦力這種方式！
原理：皮帶輪帶動鋼管1在兩軸承上旋轉，鋼管3裝在1的內孔里，和1有配合，齒輪2和3是螺紋連接，1通過和2接觸的端面摩擦力，將3帶動旋轉。這個摩擦力，需要多大？

作者: 1009248523 時間: 2014-6-28 11:08
材料和摩擦系數什么的是不是需要說一下？純屬新手胡說

作者: 淡然 時間: 2014-6-28 11:13

1009248523 發表于 2014-6-28 11:08
材料和摩擦系數什么的是不是需要說一下？純屬新手胡說

呵呵！我只需要摩擦力，可以不管摩擦系數和材料。這里主要是考慮，怎樣將轉動慣量轉化為力矩！有了力矩就可以了。

作者: 淡然 時間: 2014-6-28 11:22
1 通過摩擦力和 2 和 3 成為一個整體才能帶動 3 旋轉起來。

作者: 寂靜天花板 時間: 2014-6-28 11:36
摩擦力X半徑是摩擦力矩吧，按照動靜法，物體處于運動平衡時，摩擦力矩等于慣性力矩，慣性力矩=轉動慣量x角加速度，角加速度是角速度對時間的一階導數。

作者: 淡然 時間: 2014-6-28 11:44

寂靜天花板發表于 2014-6-28 11:36
摩擦力X半徑是摩擦力矩吧，按照動靜法，物體處于運動平衡時，摩擦力矩等于慣性力矩，慣性力矩=轉動慣量x角加 ...

非常感謝，轉動慣量X角加速度=力矩。但力矩的單位是N.m。轉動慣量X角加速度的單位不是N.m，總感覺單位不對。

作者: 寂靜天花板 時間: 2014-6-28 11:54
已知轉動慣量J( kg•m^2)和角加速度ε（rad/s^2=1/s^2）可以算出慣性力矩T（N•m）
三者的關系式為： T=J ε
J ε的量綱為：kg•m^2×1/s^2=kg•m/s^2×m=N•m
上式中kg•m/s^2=N （根據牛頓第二定律F=ma）

作者: 淡然 時間: 2014-6-28 12:01
轉動慣量的單位是Kg.m2 ，角速度的單位是rad/ s2，它們兩相乘的值的單位為什么會是N.m?

作者: 淡然 時間: 2014-6-28 12:04

寂靜天花板發表于 2014-6-28 11:54
已知轉動慣量J( kg•m^2)和角加速度ε（rad/s^2=1/s^2）可以算出慣性力矩T（N•m）
三者的關系 ...

才看見，非常感謝您的回復，明白了。

作者: 淺川 時間: 2014-6-28 12:10
樓主為何采用摩擦傳動，帶動2t的零件可靠么？有效壽命有多長？

作者: 淡然 時間: 2014-6-28 12:21
國際規定：能使一千克質量的物體獲得1米每二次方秒的加速度所需的力的大小定義為1牛頓。

對于力的科學化、量化的定義，從頭開始就是基于質量和加速度的。所以N這個單位就從kg、m、s這些基本單位中衍生出來而誕生的。你可以理解為，N就是kgm/s^2的縮寫。

作者: 淡然 時間: 2014-6-28 12:38
算出來，只需要225kg的摩擦力，不知道這種計算方法用在我這種工況，是否準確？是否還需要考慮什么因數？

作者: 成形極限 時間: 2014-6-28 12:50
還需要考慮摩擦傳動效率，以及電機減速器效率，以及減速器的轉動慣量，電機的特性曲線等，決定電機功率

作者: 子子61961 時間: 2014-6-28 13:15
本帖最后由子子61961 于 2014-6-28 14:25 編輯

樓主算出來的角加速度是多少？

我算得角加速度是1.74。

另外你序2貌似是齒輪，如果還有負載的話，也還要計算在內。

另外序3的長度沒有給，是需要用內外徑和質量去反算么。

作者: kawa-- 時間: 2014-6-28 13:50
圍觀

作者: 逍遙處士 時間: 2014-6-28 17:48
先計算出一個結果，然后將計算結果乘以2，保證能轉起來。

另外，如果用“鼠牙盤”，會簡單好多，就不用設計壓緊機構了。

作者: zerowing 時間: 2014-6-29 02:30
本帖最后由 zerowing 于 2014-6-29 02:34 編輯

你這個結構其實要考慮兩個摩擦力的直接影響，一個間接摩擦力的影響。
1。一個間接摩擦力。間接摩擦力就是你件1和件2之間的摩擦。這個摩擦力直接帶動的是件2的轉動。但是傳遞到件3上的扭矩卻要校核下你的螺紋本身。
2。直接摩擦力：件2同件3之間是螺紋連接，而動力傳動完全是靠螺紋牙之間的摩擦力矩。也就是T2-3=d2/2*Q*tan(o1+ov).o1和ov分別是螺旋升角和牙型角。
3。直接摩擦力：件1同件3之間是一個間隙配合，但實際運行中絕對不是同心，即有一個小偏心。所以，在重力影響下，件1同件3之間還有一個摩擦力驅動3轉動。
4。如果考慮實際運行，1和2之間的端面摩擦要分出一部分用作3偏心運動的重力勢能提升部分。而根據軸的長短不同，軸3存在撓彎變形，使得遠動力端同1件接觸。所以，這個結構轉起來會很麻煩，不但損失動力，也同時存在沖擊和磨損。有可能的話，應當使用一個小過盈配合。
5。最后是計算轉動扭矩需求。你可以按照轉動慣量的辦法計算，但是一定要注意這根軸不同部分的轉動慣量的變化，注意偏心帶來的轉動慣量變化。
6。請注意校核螺紋本身的強度和潤滑帶來的扭矩降低

作者: 漢戟鐵馬 時間: 2014-6-29 08:06
不可理解，鋼管之間不會咬死嗎

作者: 淺川 時間: 2014-6-29 12:25

zerowing 發表于 2014-6-29 02:30
你這個結構其實要考慮兩個摩擦力的直接影響，一個間接摩擦力的影響。
1。一個間接摩擦力。間接摩擦力就是你 ...

哎呀呀，好專業~

作者: 淺川 時間: 2014-6-29 12:26

逍遙處士發表于 2014-6-28 17:48
先計算出一個結果，然后將計算結果乘以2，保證能轉起來。

另外，如果用“鼠牙盤”，會簡單好多，就不用設 ...

好主意！

作者: 531304171 時間: 2014-6-29 22:07
樓主可不可以透露,為什么非要用摩擦力傳動?為什么要這樣設計.兩噸重的東西,每分鐘兩百轉,轉起來確實有點嚇人哦,安全嗎?
你這個東西說重也不重,說不重也重,始終不明白為什么要這樣做?是一個長期的工作零件?如果是這樣,材料之間用久了會不會磨光滑?

作者: 三八大蓋 時間: 2014-6-29 22:25
這種重量級太高的問題只敢圍觀一下

作者: 531304171 時間: 2014-6-29 22:38
你這個摩擦系數都不考慮,根本不可能得到摩擦力的.這個初中的物理都知道的.但是你僅僅要3這個東西轉起來,數量級應該在10kN的力才能滿足.

作者: hoot6335 時間: 2014-6-30 09:33
俺算的跟lZ的不一樣啊？
   M慣 J*A 0.5*m*(R內^2+R外^2)*2*pi*n 0.5*2000*(0.375^2+0.4075^2)*2*pi*200
F=——=——=————————————————=—————————————————————=1318.37378488469 N
   R    R       R*60*t                                        0.406*60*12

=1.318kgf

作者: 淡然 時間: 2014-6-30 15:43

zerowing 發表于 2014-6-29 02:30
你這個結構其實要考慮兩個摩擦力的直接影響，一個間接摩擦力的影響。
1。一個間接摩擦力。間接摩擦力就是你 ...

非常感謝！您分析得的確非常全面，其實在件1和件3的右端還有個鉸接的連接，連接的間隙有2mm，把件1和3連接在一起，圖中沒有詳細地畫出，否則，件3沒有定位，會有竄動。件1和3是間隙配合，因為要求件1和件3有相對滑動。
原理是在件2齒輪上加一旋轉負載，讓件2產生軸向運動，件2在件1的端面產生正壓力，從而產生摩擦力。

作者: 淡然 時間: 2014-6-30 15:46

531304171 發表于 2014-6-29 22:38
你這個摩擦系數都不考慮,根本不可能得到摩擦力的.這個初中的物理都知道的.但是你僅僅要3這個東西轉起來,數量 ...

摩擦系數是要考慮，但在這里不是主要的考慮因數。

作者: 淡然 時間: 2014-6-30 16:00

子子61961 發表于 2014-6-28 13:15
樓主算出來的角加速度是多少？

我算得角加速度是1.74。

角加速度就是1.74，轉動慣量 J=1/2 × m ×（r1^2+r2^2)，繞中心線旋轉，轉動慣量和長度無關。

作者: 淡然 時間: 2014-6-30 16:37

hoot6335 發表于 2014-6-30 09:33
俺算的跟lZ的不一樣啊？
M慣 J*A 0.5*m*(R內^2+R外^2)*2*pi*n 0.5*2000*(0.375^2+0.4075^2)*2* ...

你的算法是對的，我后來是按300n/min，啟動時間10秒計算的結果是225Kg

作者: woainiycj 時間: 2014-6-30 19:17
學習了！

作者: crz222 時間: 2014-6-30 20:43
這么重的東西不知道采用什么方法停下來的？

作者: 宜興小新 時間: 2019-9-7 13:52

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