Welches Trägheitsmoment benötige ich zur Berechnung des Drehmoments?

Ich versuche, das Drehmoment zu berechnen, das erforderlich ist, um eine Reihe von Sonnenkollektoren zu drehen. Ich habe einige Formeln zur Berechnung des Drehmoments gefunden, aber sie erfordern ein Trägheitsmoment. Ich habe dieses Array in Autodesk Inventor entworfen und es gibt mir mehrere Optionen für die Berechnung des Trägheitsmoments. Ich habe versucht, in den Autodesk-Foren nachzufragen, aber niemand wird mir helfen. Ich würde dies bei Bedarf auch manuell berechnen.

Der Drehpunkt befindet sich in der Mitte des Arrays und die Abmessungen sind: 117" x 1,5" x 129 1/16". Das Gewicht beträgt 470 Pfund und der Schwerpunkt liegt im Zentrum der Rotationsachse. Der Drehpunkt ist in der Mitte der 117"-Seite. (siehe Zeichnung unten)

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Welches dieser Trägheitsmomente möchte ich in dieser Gleichung verwenden, sollte ich den globalen Haupt- oder Schwerpunkt verwenden? Ich bin derzeit auf der Hauptregisterkarte und es gibt mir I1, I2 und I3. Ist einer davon der richtige?

Die Drehzahl beträgt nicht mehr als 0,001 U / min. (0,00003333333 π rad/s) Weiß jemand, welchen Wert ich für die Winkelbeschleunigung eines Gleichstrommotors verwenden sollte? Ich weiß sehr wenig über Physik und ich habe Probleme.

Geht die Schwenkachse durch den Massenmittelpunkt?
Ja, die Schwenkachse geht durch den Schwerpunkt. Der Rahmen ist sowohl in der Länge als auch in den Materialien symmetrisch.
@ user2201182, was ist der Zweck Ihrer Berechnung? Wenn Sie bereits einen Motor für diese Anwendung haben, wäre eine Berechnung irrelevant. Wenn Sie andererseits versuchen, einen Motor auszuwählen, der wie beabsichtigt funktioniert, wäre dies eine nützliche Information.
@DavidWhite Ich würde gerne den kleinsten Motor herausfinden, der im eingeschalteten Zustand funktionieren könnte. Dazu muss ich das notwendige Drehmoment finden, da ich die Drehzahl bereits kenne. Ich plane die Verwendung eines Schneckengetriebesystems, damit ich ein sehr großes Übersetzungsverhältnis mit niedriger Drehzahl, hohem Drehmoment und ohne Gegendruck auf den Motor erzielen kann. Ich habe jedoch sehr wenig Geld, also muss ich es ziemlich gut im Voraus planen, weil ich nicht viel Geld ausgeben kann, um eine Vielzahl von Übersetzungen und Motoren zu kaufen.
Das Drehmoment gibt Ihnen die Winkelbeschleunigung, nicht die Drehzahl. Sie benötigen Drehmoment für 2 Dinge: Starten Sie die Drehung von einem Stopp, überwinden Sie den Widerstand. Angesichts Ihrer recht niedrigen Geschwindigkeit ist die Beschleunigung fast irrelevant. Sie müssen Widerstände überwinden. Wenn diese Platte den Elementen ausgesetzt ist, könnte die Windlast um ein Vielfaches größer sein als die Kräfte, die für die Beschleunigung erforderlich sind. Ich glaube nicht, dass das Trägheitsmoment des Panels Ihre Einschränkung für die Motorgröße sein wird.

Antworten (3)

Die Antwort zuerst: Wenn Sie Ihre Rotationsachse, die x-Achse, gegeben haben, suchen Sie nach dem Trägheitsmoment dieser Achse, das das erste, kleinste Hauptmoment ist ( ICH 1 ). So einfach wird es nur, weil in Ihrem Aufbau die Koordinatenachsen und Symmetrieachsen identisch sind.

Nun zu einigen Kommentaren: Wie @BowlOfRed auch in den Kommentaren darauf hingewiesen hat, gibt es einige Hinweise, die darauf hindeuten, dass das Trägheitsmoment bei der Dimensionierung Ihres Motors für dieses Setup keine oder nur eine geringe Rolle spielt:

In einer perfekt konstruierten Baugruppe, die langsam auf so langsame Geschwindigkeiten beschleunigt wird (sagen wir, Sie erlauben etwa 5-10 Sekunden, um von Null auf die endgültige Winkelgeschwindigkeit zu beschleunigen ), ist das zum Erreichen dieser Beschleunigung erforderliche Motordrehmoment vernachlässigbar. In einem idealen System benötigt die konstante Drehung selbst kein Drehmoment, um aufrechterhalten zu werden. Worum Sie sich kümmern müssen, ist

  1. Systemasymmetrie durch unvollkommene Konstruktion
  2. Reibung
  3. Kraft der Elemente (Wind, Niederschlag, Geröll)

Ich erwarte, dass der durch diese Effekte eingeführte zusätzliche Widerstand viel höher ist als das "saubere" Trägheitsmoment.

Da die Kräfte im Rotationszentrum am höchsten sind, sollten Sie jeden Antriebsmechanismus in Betracht ziehen, der am äußeren Bereich der Platte befestigt ist (mit Kolben, Ketten, Seilen oder ähnlichem), da er einen viel geringeren Widerstand überwinden muss Weg. So (Kolben an der Außenseite befestigt) sind eigentlich die Solarpanels an meinem Arbeitsplatz aufgebaut.

Alles Gute für Ihr Projekt!

Das Drehmoment, das am Drehpunkt A benötigt wird , um ein Objekt durch Rotation zu beschleunigen θ ¨ Ist

τ A = ICH A θ ¨ + C X W
Wo

  • ICH A = ICH C Ö M + M C 2 ist das Massenträgheitsmoment am Drehpunkt
  • C ist der Gesamtabstand zwischen dem Drehpunkt und dem Massenmittelpunkt
  • C X der horizontale Abstand zwischen dem Drehpunkt und dem Massenmittelpunkt
  • W ist das Gewicht des Teils

Wenn sich in Ihrem Fall der Drehpunkt im Massenmittelpunkt befindet ( C = C X = 0 ) dann brauchst du nur noch

τ A = ICH A θ ¨
und Sie müssen das Massenträgheitsmoment um die Schwenkachse messen. Ich weiß nicht, wie Inventor damit umgeht, aber Sie sollten in der Lage sein, auszuwählen, an welchem ​​Punkt und in welchem ​​​​Koordinatensystem Sie die Trägheit messen möchten.

1.) Wenn Sie Ihrem Modell ein neues Koordinatensystem zuweisen könnten, sodass eine der Achsen mit der Rotationsachse ausgerichtet ist, nehmen Sie die Trägheit entlang dieser Achse und multiplizieren Sie sie mit der Winkelbeschleunigung, um das Drehmoment zu erhalten.

Welches Trägheitsmoment benötige ich zur Berechnung des Drehmoments?
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