實心圓柱體軸向旋轉扭矩變化

abudu92

現有一段實心圓柱體直徑φ140mm，長2600mm，質量60kg。需要用卡爪將其卡住并從豎直狀態旋轉到水平狀態。分析旋轉過程中扭矩的變化?圖片是描述的工況及我給出的受力分析及計算過程。

abudu92

我用到的計算公式是T=F*R
T：扭矩
F：作用力
R：力臂
其中我有一個疑問，就是當夾持中心與物件的重心有偏差時這要計算可以算出一個結果，
但是如果夾持中心與物件重心重合的時候那R=0，也就是說整個旋轉過程都沒有扭矩嗎？
是不是不適合用這個公式計算。
請大俠們看看，幫小弟解惑？

山下敬吾

發生扭矩為零的情況是有兩個因素有問題。
1.夾爪到工件傳遞的是扭矩，扭矩是客觀存在的，并不會因為作用點的不同而發生變化。
但是作用效果會因為作用點不同而發生變化，簡而言之，同樣扭矩輸出的夾爪，夾在圓柱中心獲得的角加速度最大。
2.角加速度等于扭矩除以繞回轉軸的轉動慣量。工件從靜止開始轉動，需要一個角加速度，而這個加速度就是由夾爪的扭矩所提供的。
以上。

abudu92

扭矩=轉動慣量*角加速度  T=I*β
如果用這個公式計算的話就可以計算出旋轉中心與物件重心重合的情況了，
不知道圖二轉動慣量公式I=ml2/12是否適合？

abudu92

山下敬吾 發表于 2020-2-25 10:27
發生扭矩為零的情況是有兩個因素有問題。
1.夾爪到工件傳遞的是扭矩，扭矩是客觀存在的，并不會因為作用點 ...

清晰很多了，謝謝。關于扭矩的算法，是否需要算出啟動慣量所需的扭矩和運動過程中所需的最大扭矩，
取兩者的大值，然后放一些余量就可以了？

山下敬吾

abudu92 發表于 2020-2-25 11:08
清晰很多了，謝謝。關于扭矩的算法，是否需要算出啟動慣量所需的扭矩和運動過程中所需的最大扭矩，
取兩 ...

是的，圓棒繞中心回轉可以使用圖中的公式，前提是質量均勻分布。
實際上更常見的計算方法是考慮回轉時間，相比于能不能轉的動，我們更關心轉動的時間是否滿足要求。
理論上沒有最小的需要轉矩，任意大小的扭矩都可以產生運動效果。
實際上的最小轉矩來源于摩擦，只要可以克服摩擦就能轉動。
理論上的速度時間曲線是，加速，勻速，減速。最大速度由功率決定。
很多電機，氣缸的廠家都會提供計算選型軟件或者服務，可以用來參考，省去自己計算的時間。
以上。

abudu92

好的，非常感謝大俠。
扭矩計算還是要學會的，等我弄懂之后再借助選型軟件也不遲，嘿嘿。

曉昀

abudu92 發表于 2020-2-25 10:32
扭矩=轉動慣量*角加速度  T=I*β
如果用這個公式計算的話就可以計算出旋轉中心與物件重心重合的情況了，
...

應該是圖一的公式，旋轉中心線是繞著圓柱體的中心線旋轉的，不是垂直于圓柱體的中心線旋轉。這個公式是由積分推導出來的。

遠祥

這種看草稿紙上面公式計算出，不太方便，最好能在軟件里面模擬分析。