รัศมีขนาดเล็กต้องใช้แรงบิดน้อยลงหรือไม่


2

ฉันพยายามสร้างโกคาร์ทไฟฟ้าและความต้องการด้านพลังงาน (เช่นเคย) เป็นปัญหา ฉันได้ผ่านสูตรบางอย่างเพื่อหาว่ามอเตอร์ขนาดไหนที่ฉันต้องการจากแรงบิดที่ต้องการ

สูตรที่ใช้:

  • $ F = MA $
  • $ M = Fr $

รายละเอียดของฉัน:

  • น้ำหนักของยานพาหนะ (รวมคนขับ): 200 กก
  • ความเร็วสูงสุด: 20m / s (45mph) ตามมาตรฐาน (a) = 2m / s ^ 2 (10 วินาทีเพื่อให้ถึงความเร็วสูงสุด) รัศมี (r) = 0.2 (ตัวแปรสรรพสินค้านี่เป็นปัญหา

จากการคำนวณ F = 200kg * 2m / s ^ 2 = 400N แรงบิด = 400N * 0.2m = 80 Nm หากใช้รัศมีที่เล็กกว่า (พูด 0.1 m แทน 0.2 m) จำเป็นต้องใช้แรงบิดน้อยลง (400N * 0.1 = 40Nm) เห็นได้ชัดว่ามีความเข้าใจผิดบางอย่างหรือเราทุกคนจะใช้ล้อขนาดเล็กลงหากพวกเขาต้องการแรงบิดน้อยลง ผมทำอะไรผิดหรือเปล่า? บางทีฉันไม่เข้าใจสูตรอย่างถูกต้องหรือไม่ ถ้าฉันถูกต้องคุณจะอธิบายวิธีใช้ล้อที่ใหญ่ขึ้นได้อย่างไร


เปลี่ยนชื่อเรื่องเป็น "รัศมีที่เล็กลงใช้แรงบิดน้อยลง" จากนั้นคิดอีกครั้งว่าสิ่งที่คุณต้องการบรรลุ ...
Solar Mike

รัศมีที่เล็กกว่าจะมีความเฉื่อยน้อยกว่าดังนั้นจึงง่ายต่อการหมุนล้อ แต่สิ่งที่ดีหรือไม่ดีนั้นขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณเพิ่มประสิทธิภาพ
joojaa

ยินดีต้อนรับสู่วิศวกรรม SE! กล่องแก้ไขมีองค์ประกอบการจัดรูปแบบที่ดีมากฉันขอแนะนำให้เรียนรู้การใช้งาน ฉันปรับปรุงครึ่งแรกของโพสต์ของคุณดูว่ามันยอดเยี่ยมแค่ไหน :-) นอกจากนี้เรายังรองรับ Latex สำหรับสูตร (เช่นพิมพ์ $\sqrt{\frac{2s}{a}}$ และคุณได้รับ $ \ sqrt {\ frac {2s} {a}} $) มันซับซ้อนกว่าเล็กน้อย แต่ก็ยังง่าย และสัญลักษณ์ของแรงบิดที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากลก็คือ: M. ขอให้โชคดีในเว็บไซต์!
peterh

คำตอบ:


2

ยินดีต้อนรับคุณเฮ้ วิธีที่ง่ายและรวดเร็วในการรับค่าประมาณเป็นดังนี้:

คุณเคยดูการแข่งรถโกคาร์ทที่ใช้เครื่องยนต์เบนซินหรือไม่? คุณสามารถหาคะแนนแรงม้าของรถโกคาร์ทที่มีอัตราความเร็วและความเร่งที่คุณต้องการได้หรือไม่? นี่คือสูตรโกง (ไม่ต้องใช้สมการ, woo hoo!) แต่มันจะทำให้คุณเริ่มต้นได้

ขั้นตอนต่อไปคือการตัดสินใจเลือกสิ่งที่คุณต้องการให้รถแข่งมีความเร็วสูงสุด จากนั้นจะตั้งค่าอัตราส่วนการใส่เกียร์โดยรวมสำหรับระบบขับเคลื่อน

ช่วงที่ต้องการจะบอกคุณว่าคุณต้องใช้แบตเตอรี่มากแค่ไหน

จากประสบการณ์ของผมเองและในฐานะที่เป็นจุดสอบเทียบรถโกคาร์ท 1.5 แรงม้านั้นค่อนข้างด็อกกี้รถโกคาร์ทขนาด 3HP เกือบจะสนุกรถโกคาร์ทแก๊ส 5HP มีซิงมากกว่า สามารถไปเหมือนกลิ่นเหม็น

ที่ 746 วัตต์ถึง HP (ขออภัยเกี่ยวกับสมการ) คุณสามารถทำคณิตศาสตร์


คำตอบที่ดี - บางทีอาจเป็นสูตรโกง แต่บ่อยครั้งที่เส้นทางแบบนี้ไปสู่โซลูชันน่าเชื่อถือมากขึ้น
Jonathan R Swift

1

ข้อกำหนดสำคัญสำหรับการเร่งรถโกคาร์ทอย่างรวดเร็วคือ อำนาจ (ทำงานเสร็จต่อวินาที) ที่มอเตอร์สามารถส่งมอบได้ สมการที่เกี่ยวข้องคือ $$ \ text {power} = \ text {force} \ times \ text {velocity} $$ สำหรับการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงหรือ $$ \ text {power} = \ text {แรงบิด} \ times \ text {ความเร็วเชิงมุม} $$ สำหรับเพลาหมุน

หากคุณใช้ล้อขนาดเล็กความเร็วเชิงมุมจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วเชิงเส้นของรถคาร์ทและแรงบิดจึงน้อยลงสำหรับกำลังเดียวกัน แต่มอเตอร์จะต้องหมุนเร็วขึ้น

หากคุณเปลี่ยนอัตราทดเกียร์เพื่อให้ความเร็วมอเตอร์คงเดิม เครื่องยนต์ แรงบิดจะเท่ากันแม้ว่า (เนื่องจากเกียร์ที่แตกต่างกัน) แรงบิดที่ ล้อ จะน้อยลงสำหรับล้อขนาดเล็ก

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.