我自己计算了毕业设计的一个工作机构的一下数据，求大神看看算的对不对

机械丶萌新

我的毕设是全自动拖把清洗机的结构设计，其中拖把清洗机构的设计思路是由电机直接带动圆柱形的清洗辊筒在水中以大概10r/min的速度匀速旋转，或者使用齿轮或V带带动辊筒旋转，传动简图和清洗辊筒的二维图大概是这样子的。现在卡在电机选型计算和各工作机构计算那里，我自己试着算了一下，不知道对不对，首先计算这个辊筒的转动惯量：J=mr^2/2，因为辊筒建模获得的质量m约等于46.1kg，最大半径（包括了那一排排的细长圆柱）r=255mm，换算后r=0.255m带入后得J=46.1*0.255^2/2≈1.495kg·m^2，周期T是转一圈所需要的时间，所以为6秒一转，线速度v=2πr/T=2*3.14*0.255/6≈0.27m/s，角速度=2π/T=2*180/6=60rad/s，旋转辊筒需要的输入功率为p=F*V/1000，重力F=mg=46.1*9.8=451.78N，那么p=F*V/1000≈0.12kw，电机启动后，带动辊筒达到匀速的理想时间是3秒，那么角加速度β=ω/t=60/3=20，转矩P=J*β=1.495*20=29.9。
  目前就算了那么多，请各位大神指正是否有错，有错该怎么改，还有知道这些数据之后怎么选电机，选电机后需不需要选减速器，在这里谢谢各位大神了

机械丶萌新

远祥 发表于 2020-4-20 07:12
楼主计算的是功率，扭矩没有计算吗，侧重点在负载。

我想问一下，这样一根不规则轴在水中被电机带动以10r/min的速度旋转，轴的两头有轴承，轴上没有东西压在轴上，那么它的负载需要计算这个轴自身的重力吗，因为它是搭在轴承上的，还是只需要算水对它的浮力。还有可以的话您能帮算下它在水中旋转的时候受到的水的阻力吗。

远祥

楼主计算的是功率，扭矩没有计算吗，侧重点在负载。

机械丶萌新

记忆的街角 发表于 2020-4-18 15:33
像这种机构，你应该需要考虑旋转时水的阻力，阻力跟速度有直接的关系，滚筒的惯量以及传动过程中的旋转体惯 ...

旋转时水的阻力怎么计算啊，有没有什么公式

yzugwh

机械丶萌新 发表于 2020-4-19 01:01
我算了一下，您看看对不对，已知转动惯量=0.316，负载=辊筒转动时水的阻力=水密度p*物体在水中排开的体积 ...

水中的负载不是这么算的，这个没有明确的公式，只能说跟你的形状，浸水的比例，划水的速度都有关系，具体还是要实验测定或者CFD分析。
1400r/min降到10r/min，传动比高达140，一级带减速肯定不现实，因为两个轮子直径比140：1你想想就很不协调，用多级的吧，比如3级，那么每级传动比就只有5.2了。或者用蜗轮蜗杆，行星齿轮都可以实现单级的大传动比

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yzugwh 发表于 2020-4-18 23:44
就是你截图里的惯性张量316176kg*mm2， 也就是0.316kg*m2

我算了一下，您看看对不对，已知转动惯量=0.316，负载=辊筒转动时水的阻力=水密度p*物体在水中排开的体积v*重力加速度g=（1*10^3）*0.00302*9.8=29.596N，转矩M=0.316*角加速度20=6.32 N ·m，负载功率p=M*n/9550=6.32*10/9550   约等于0.007KW，换算成瓦=7W。
还有我想问下如果电机转速1400r/min，像我这种机构近距离传动的话可以用电机直接连V带传动然后减速到10r/min左右吗

yzugwh

机械丶萌新 发表于 2020-4-18 23:49
知道了负载=29.596N，转动惯量=0.316kg*m^2后，如果想用V带传动，怎么选电机啊

你这个是旋转的机构负载怎么可能是一个力呢？即便是一个切向的力（比如滚筒上的触角划水产生的力）也应该等效成转矩。有了这个转矩，你通过滚筒的稳态角速度就可以计算稳态功率了。之后除以一个总的传动效率就可以得出电机的功率（稳态输出功率）。
至于加速的过程，其实需要考虑两个载荷，一是转筒加速的载荷，而是转筒受水的阻力载荷（未知，但一般与转速平方成正比）。如果假定电机输出扭矩减去水阻力矩后是恒定的，那么根据稳态角速度=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，再乘以加速完成时的角速度（即稳态角速度，该瞬间功率最大）就可以得出最大功率。所以电机要能保证瞬间功率可以达到这个最大功率，同时额定功率也要大于第一步计算的稳态功率。
功率确定后，那就是确定转速，这个就很简单了，你看你选的电机是多少转速，除以滚筒转速就是传动比了。

机械丶萌新

yzugwh 发表于 2020-4-18 23:44
就是你截图里的惯性张量316176kg*mm2， 也就是0.316kg*m2

知道了负载=29.596N，转动惯量=0.316kg*m^2后，如果想用V带传动，怎么选电机啊

yzugwh

机械丶萌新 发表于 2020-4-18 23:30
这个是用solidworks建模后得出的数据，怎么算转动惯量

就是你截图里的惯性张量316176kg*mm2， 也就是0.316kg*m2

机械丶萌新

yzugwh 发表于 2020-4-18 23:22
几个错误：
1. 滚筒不是规则形状，需用积分法算转动惯量，或者直接3d建模测量
2. 稳定状态的转动功率和滚 ...

这个是用solidworks建模后得出的数据，怎么算转动惯量