机械设计计算（13）——剪叉式垂直升降台驱动力矩的计算

面壁深功

如图，一个剪叉式垂直升降台，剪叉升降部分由二组力臂340mm的剪叉上下叠加（串联），这部分加上顶上平台的重量合计为35Kg,顶上平板上载有物体重量60Kg，升降的极限高度（二组一起合计）为400mm，升降动力由升降台下部的水平位置上的电机直联一个丝杆驱动，丝杆转动，使丝帽水平移动，带着下部第一组的叉脚移动，丝杆的导程5mm、直径16mm。当电机带动丝杆正转时上升，反转时下降。请计算需要扭矩多大的电机？
丝杆的导程5mm、直径16mm,拉276.44Kg物体时需要多大扭矩
为了计算驱动丝杆所需的扭矩，需要考虑丝杆的导程、直径以及需要拉动的负载重量。以下是详细的计算步骤：
1. 系统参数
• 丝杆导程：5 mm = 0.005 m
• 丝杆直径：16 mm = 0.016 m
• 丝杆半径：r=20.016=0.008m
• 负载重量：276.44 kg
• 重力加速度：g=9.81m/s2
2. 计算负载力
负载产生的力 F 为：
F=m⋅g=276.44kg×9.81m/s2≈2711.78N
3. 丝杆的机械优势
丝杆的导程 P 表示每转一圈，丝帽移动的距离。扭矩 T 与水平力 F 的关系为：
T=F⋅r⋅机械优势1
对于丝杆，机械优势（或称为传动比）与导程相关。具体来说，每转一圈所需的扭矩为：
T=F⋅r⋅2π1/P=F⋅r⋅2π/ P
4. 计算扭矩
将已知数值代入公式：
T=2711.78N×0.008m×0.005m2π
T=2711.78×0.008×1256.64
T≈2711.78×10.05312
T≈27260.7Nmm
T≈27.26Nm
5. 考虑传动效率
实际电机需要提供的扭矩还需考虑传动效率 η。假设传动效率为80%：
T电机=ηT=0.827.26≈34.08Nm
6. 安全系数
为了确保电机在各种工况下都能可靠运行，通常会加入一定的安全系数。假设安全系数为1.5：
T最终=34.08×1.5≈51.12Nm
7. 结论
为了驱动丝杆并拉动276.44 kg的负载，所需的电机扭矩大约为 51.12 Nm（考虑1.5倍安全系数）。
实际选择时，建议根据具体应用场景（如升降速度、频率等）和成本预算，选择稍大于计算值的电机，并配备合适的减速机或传动机构，以确保系统稳定性和可靠性。

lyzsz123

楼主厉害，有没有实物？

lyzsz123

之前做的电动推杆，推不动，最后买别人做的液压升降剪叉。

pengzhiping

楼主

这个计算不是用 丝杆直联驱动 和模组计算完全不一样

可以看一下 哈工大理论力学 虚位移和虚功那一章 里面有求解过程

千万不要误导 同仁！！！

受不了了

最困难的是最低点，这咋计算出来的

智能中国

太麻烦了，利用solidworks motion 求解一下电机扭矩就出来了。

abc778899

有能做机械毕业设计的老哥吗，需要做建模和计算

Shlgzh

谢谢分享

陌上古道

面壁大佬这是什么算法啊，我平时都是这样算的，和你的大相径庭，能不能看下哪出问题了
1、计算水平推力
F=u（M+m）g，其中u为丝杠副之间的摩擦系数，取0.2，M、m分别为自重和负载质量
F=0.2x（35+276.44）x9.81=611.05N
2、计算丝杆扭矩
T=（Fxp）/(2piη),其中η为丝杆效率，取0.8，略去剪式受力，取最大正压力。则
T=611.05x5/(2x3.14x0.8)=608N.mm=0.608N.m
3.安全系数取1.5，
Tm=Tx1.5=0.91Nm

温岭第一机械师

虚功位移秒了