实心圆柱体轴向旋转扭矩变化

abudu92

现有一段实心圆柱体直径φ140mm，长2600mm，质量60kg。需要用卡爪将其卡住并从竖直状态旋转到水平状态。分析旋转过程中扭矩的变化?图片是描述的工况及我给出的受力分析及计算过程。

abudu92

我用到的计算公式是T=F*R
T：扭矩
F：作用力
R：力臂
其中我有一个疑问，就是当夹持中心与物件的重心有偏差时这要计算可以算出一个结果，
但是如果夹持中心与物件重心重合的时候那R=0，也就是说整个旋转过程都没有扭矩吗？
是不是不适合用这个公式计算。
请大侠们看看，帮小弟解惑？

山下敬吾

发生扭矩为零的情况是有两个因素有问题。
1.夹爪到工件传递的是扭矩，扭矩是客观存在的，并不会因为作用点的不同而发生变化。
但是作用效果会因为作用点不同而发生变化，简而言之，同样扭矩输出的夹爪，夹在圆柱中心获得的角加速度最大。
2.角加速度等于扭矩除以绕回转轴的转动惯量。工件从静止开始转动，需要一个角加速度，而这个加速度就是由夹爪的扭矩所提供的。
以上。

abudu92

扭矩=转动惯量*角加速度  T=I*β
如果用这个公式计算的话就可以计算出旋转中心与物件重心重合的情况了，
不知道图二转动惯量公式I=ml2/12是否适合？

abudu92

山下敬吾 发表于 2020-2-25 10:27
发生扭矩为零的情况是有两个因素有问题。
1.夹爪到工件传递的是扭矩，扭矩是客观存在的，并不会因为作用点 ...

清晰很多了，谢谢。关于扭矩的算法，是否需要算出启动惯量所需的扭矩和运动过程中所需的最大扭矩，
取两者的大值，然后放一些余量就可以了？

山下敬吾

abudu92 发表于 2020-2-25 11:08
清晰很多了，谢谢。关于扭矩的算法，是否需要算出启动惯量所需的扭矩和运动过程中所需的最大扭矩，
取两 ...

是的，圆棒绕中心回转可以使用图中的公式，前提是质量均匀分布。
实际上更常见的计算方法是考虑回转时间，相比于能不能转的动，我们更关心转动的时间是否满足要求。
理论上没有最小的需要转矩，任意大小的扭矩都可以产生运动效果。
实际上的最小转矩来源于摩擦，只要可以克服摩擦就能转动。
理论上的速度时间曲线是，加速，匀速，减速。最大速度由功率决定。
很多电机，气缸的厂家都会提供计算选型软件或者服务，可以用来参考，省去自己计算的时间。
以上。

abudu92

好的，非常感谢大侠。
扭矩计算还是要学会的，等我弄懂之后再借助选型软件也不迟，嘿嘿。

晓昀

abudu92 发表于 2020-2-25 10:32
扭矩=转动惯量*角加速度  T=I*β
如果用这个公式计算的话就可以计算出旋转中心与物件重心重合的情况了，
...

应该是图一的公式，旋转中心线是绕着圆柱体的中心线旋转的，不是垂直于圆柱体的中心线旋转。这个公式是由积分推导出来的。

远祥

这种看草稿纸上面公式计算出，不太方便，最好能在软件里面模拟分析。