關(guān)于扭矩的問題

小石頭采集器

小弟是個新人現(xiàn)在遇到一個問題請高手指點(diǎn)指點(diǎn)。我想知道要滑臺負(fù)重60kg時通過絲杠移動，減速機(jī)需要多大的扭矩可以通過齒輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動。

Ceelin

水平還是垂直運(yùn)動？

小石頭采集器

Ceelin 發(fā)表于 2025-2-15 15:49
水平還是垂直運(yùn)動？

水平

yueyueyue816421

要計(jì)算滑臺負(fù)重60kg時通過絲杠移動所需的減速機(jī)扭矩，需要考慮以下幾個關(guān)鍵參數(shù)和步驟：

1. 確定已知條件
負(fù)載重量（W）：60 kg

重力加速度（g）：9.81 m/s²

絲杠導(dǎo)程（L）：絲杠每轉(zhuǎn)一圈，滑臺移動的距離（單位：mm或m）。

絲杠效率（η）：通常取0.9（90%）作為參考值。

摩擦系數(shù)（μ）：滑臺與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)，通常取0.1~0.2。

減速機(jī)效率（η_gear）：通常取0.9（90%）作為參考值。

2. 計(jì)算負(fù)載產(chǎn)生的軸向力（F）
負(fù)載在垂直方向產(chǎn)生的軸向力（F）可以通過以下公式計(jì)算：

�
=
�
×
�
F=W×g
其中：

�
=
60
 
kg
W=60kg

�
=
9.81
 
m/s
2
g=9.81m/s
2


因此：

�
=
60
×
9.81
=
588.6
 
N
F=60×9.81=588.6N
3. 計(jì)算絲杠所需的扭矩（T_screw）
絲杠的扭矩可以通過以下公式計(jì)算：

�
screw
=
�
×
�
2
�
×
�
T
screw
​
=
2π×η
F×L
​

其中：

�
L 是絲杠導(dǎo)程（單位：m）。

�
η 是絲杠效率（通常取0.9）。

假設(shè)絲杠導(dǎo)程
�
=
10
 
mm
=
0.01
 
m
L=10mm=0.01m，則：

�
screw
=
588.6
×
0.01
2
�
×
0.9
≈
1.04
 
Nm
T
screw
​
=
2π×0.9
588.6×0.01
​
≈1.04Nm
4. 考慮摩擦力的影響
如果滑臺與導(dǎo)軌之間存在摩擦力，需要額外計(jì)算摩擦力產(chǎn)生的扭矩。摩擦力（F_friction）可以通過以下公式計(jì)算：

�
friction
=
�
×
�
F
friction
​
=μ×F
假設(shè)摩擦系數(shù)
�
=
0.1
μ=0.1，則：

�
friction
=
0.1
×
588.6
=
58.86
 
N
F
friction
​
=0.1×588.6=58.86N
摩擦力產(chǎn)生的扭矩（T_friction）可以通過以下公式計(jì)算：

�
friction
=
�
friction
×
�
2
�
×
�
T
friction
​
=
2π×η
F
friction
​
×L
​

代入數(shù)值：

�
friction
=
58.86
×
0.01
2
�
×
0.9
≈
0.104
 
Nm
T
friction
​
=
2π×0.9
58.86×0.01
​
≈0.104Nm
5. 計(jì)算總扭矩（T_total）
總扭矩是絲杠扭矩和摩擦力扭矩之和：

�
total
=
�
screw
+
�
friction
=
1.04
+
0.104
≈
1.144
 
Nm
T
total
​
=T
screw
​
+T
friction
​
=1.04+0.104≈1.144Nm
6. 考慮減速機(jī)的扭矩需求
如果使用減速機(jī)，減速機(jī)的輸出扭矩需要滿足總扭矩需求。假設(shè)減速機(jī)的效率為
�
gear
=
0.9
η
gear
​
=0.9，則減速機(jī)所需的輸入扭矩（T_input）為：

�
input
=
�
total
�
gear
=
1.144
0.9
≈
1.27
 
Nm
T
input
​
=
η
gear
​

T
total
​

​
=
0.9
1.144
​
≈1.27Nm
7. 總結(jié)
絲杠扭矩：約1.04 Nm

摩擦力扭矩：約0.104 Nm

總扭矩：約1.144 Nm

減速機(jī)輸入扭矩：約1.27 Nm

因此，減速機(jī)需要提供至少 1.27 Nm 的扭矩才能通過齒輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動。

注意事項(xiàng)
絲杠導(dǎo)程：導(dǎo)程越小，所需的扭矩越小，但移動速度也會降低。

摩擦系數(shù)：實(shí)際摩擦系數(shù)可能因?qū)к夘愋汀�潤滑條件等有所不同，需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

安全系數(shù)：在實(shí)際設(shè)計(jì)中，建議增加20%~30%的安全系數(shù)，以應(yīng)對不確定因素

yue8164217

|yueyueyue816421發(fā)表于 02-15 17:14要計(jì)算滑臺負(fù)重60kg時通過絲杠移動所需的減速機(jī)扭矩，需要考慮以下幾個關(guān)鍵參數(shù)和步驟：<br>
<br>
1. 確定已知條件<br>
負(fù)載重量（W）：60 kg<br>
<br>
重力加速度（g）：9.81 m/s?<br>
<br>
絲杠導(dǎo)程（L）：絲杠每轉(zhuǎn)一圈，滑臺移動的距離（單位：mm或m）。<br>
<br>
絲杠效率（η）：通常取0.9（90%）作為參考值。<br>
<br>
摩擦系數(shù)（μ）：滑臺與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)，通常取0.1~0.2。<br>
<br>
減速機(jī)效率（η_gear）：通常取0.9（90%）作為參考值。<br>
<br>
2. 計(jì)算負(fù)載產(chǎn)生的軸向力（F）<br>
負(fù)載在垂直方向產(chǎn)生的軸向力（F）可以通過以下公式計(jì)算：<br>
<br>
?<br>
=<br>
?<br>
×<br>
?<br>
F=W×g<br>
其中：<br>
<br>
?<br>
=<br>
60<br>
?<br>
kg<br>
W=60kg<br>
<br>
?<br>
=<br>
9.81<br>
?<br>
m/s<br>
2<br>
g=9.81m/s <br>
2<br>
<br>
<br>
因此：<br>
<br>
?<br>
=<br>
60<br>
×<br>
9.81<br>
=<br>
588.6<br>
?<br>
N<br>
F=60×9.81=588.6N<br>
3. 計(jì)算絲杠所需的扭矩（T_screw）<br>
絲杠的扭矩可以通過以下公式計(jì)算：<br>
<br>
?<br>
screw<br>
=<br>
?<br>
×<br>
?<br>
2<br>
?<br>
×<br>
?<br>
T <br>
screw<br>
?<br>
= <br>
2π×η<br>
F×L<br>
?<br>
<br>
其中：<br>
<br>
?<br>
L 是絲杠導(dǎo)程（單位：m）。<br>
<br>
?<br>
η 是絲杠效率（通常取0.9）。<br>
<br>
假設(shè)絲杠導(dǎo)程 <br>
?<br>
=<br>
10<br>
?<br>
mm<br>
=<br>
0.01<br>
?<br>
m<br>
L=10mm=0.01m，則：<br>
<br>
?<br>
screw<br>
=<br>
588.6<br>
×<br>
0.01<br>
2<br>
?<br>
×<br>
0.9<br>
≈<br>
1.04<br>
?<br>
Nm<br>
T <br>
screw<br>
?<br>
= <br>
2π×0.9<br>
588.6×0.01<br>
?<br>
≈1.04Nm<br>
4. 考慮摩擦力的影響<br>
如果滑臺與導(dǎo)軌之間存在摩擦力，需要額外計(jì)算摩擦力產(chǎn)生的扭矩。摩擦力（F_friction）可以通過以下公式計(jì)算：<br>
<br>
?<br>
friction<br>
=<br>
?<br>
×<br>
?<br>
F <br>
friction<br>
?<br>
=μ×F<br>
假設(shè)摩擦系數(shù) <br>
?<br>
=<br>
0.1<br>
μ=0.1，則：<br>
<br>
?<br>
friction<br>
=<br>
0.1<br>
×<br>
588.6<br>
=<br>
58.86<br>
?<br>
N<br>
F <br>
friction<br>
?<br>
=0.1×588.6=58.86N<br>
摩擦力產(chǎn)生的扭矩（T_friction）可以通過以下公式計(jì)算：<br>
<br>
?<br>
friction<br>
=<br>
?<br>
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×<br>
?<br>
2<br>
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×<br>
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T <br>
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= <br>
2π×η<br>
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×L<br>
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<br>
代入數(shù)值：<br>
<br>
?<br>
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=<br>
58.86<br>
×<br>
0.01<br>
2<br>
?<br>
×<br>
0.9<br>
≈<br>
0.104<br>
?<br>
Nm<br>
T <br>
friction<br>
?<br>
= <br>
2π×0.9<br>
58.86×0.01<br>
?<br>
≈0.104Nm<br>
5. 計(jì)算總扭矩（T_total）<br>
總扭矩是絲杠扭矩和摩擦力扭矩之和：<br>
<br>
?<br>
total<br>
=<br>
?<br>
screw<br>
+<br>
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1.04<br>
+<br>
0.104<br>
≈<br>
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total<br>
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=1.04+0.104≈1.144Nm<br>
6. 考慮減速機(jī)的扭矩需求<br>
如果使用減速機(jī)，減速機(jī)的輸出扭矩需要滿足總扭矩需求。假設(shè)減速機(jī)的效率為 <br>
?<br>
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=<br>
0.9<br>
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=0.9，則減速機(jī)所需的輸入扭矩（T_input）為：<br>
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η <br>
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total<br>
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<br>
?<br>
= <br>
0.9<br>
1.144<br>
?<br>
≈1.27Nm<br>
7. 總結(jié)<br>
絲杠扭矩：約1.04 Nm<br>
<br>
摩擦力扭矩：約0.104 Nm<br>
<br>
總扭矩：約1.144 Nm<br>
<br>
減速機(jī)輸入扭矩：約1.27 Nm<br>
<br>
因此，減速機(jī)需要提供至少 1.27 Nm 的扭矩才能通過齒輪帶動絲杠轉(zhuǎn)動。<br>
<br>
注意事項(xiàng)<br>
絲杠導(dǎo)程：導(dǎo)程越小，所需的扭矩越小，但移動速度也會降低。<br>
<br>
摩擦系數(shù)：實(shí)際摩擦系數(shù)可能因?qū)к夘愋汀�潤滑條件等有所不同，需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。<br>
<br>
安全系數(shù)：在實(shí)際設(shè)計(jì)中，建議增加20%~30%的安全系數(shù)，以應(yīng)對不確定因素

厲害