Si no importa qué tan rápido se levante el peso, cualquier motor de tamaño lo hará.
¿La razón?
Levantar un cierto peso requiere tensión en el cable, torsión a través del resto del tren cardiaco y corriente en el motor.
El levantamiento a una cierta velocidad requiere m / s en el cable, radianes / s a través del tren cardiaco y voltaje en el motor.
Levantar el peso a una cierta velocidad requiere potencia de un extremo a otro, siempre medido en vatios. En la salida, la potencia para levantar el peso es la velocidad * fuerza en m / sy N. A través del tren cardíaco, la potencia es la velocidad angular * par, en radianes / sy Nm. En el motor, la potencia es voltios * amperios. Las pérdidas en el tren cardiaco y el motor reducen la potencia disponible en la salida, en el mejor de los casos 50% a través del motor y otro 50% a través del engranaje helicoidal.
Las relaciones entre par, velocidad, fuerza, corriente, voltaje, etc. están determinadas por los tamaños de sus engranajes, relaciones de engranajes, constantes de voltaje del motor, etc. La potencia siempre es potencia, sin importar la configuración del engranaje y el tipo de motor.
Para ponerle números reales, comienza por poner tus unidades en SI, apropiadas para la física. Un peso de 100 libras es aproximadamente 50 kg, es alrededor de 500N. Si desea elevarlo a 1 m / s, necesitará 500 W, o tal vez una entrada eléctrica de 2kW. No es posible en su motor de 50 mm de diámetro. Si desea elevar a 1 mm / s, necesitará 0.5W, tal vez una entrada eléctrica de 2W. Mucho más posible.
Una vez que tenga un presupuesto de energía, mire un catálogo de engranajes para ver qué relaciones están disponibles. Luego convierta las fuerzas a través del engranaje para obtener el par y la velocidad en el motor. Luego, mire el catálogo de motores para encontrar un motor que los entregue. Iterar la elección de engranajes según sea necesario. Enjuague y repita.
/ edit / Gracias a respawnedfluff por señalar el aspecto de fricción estática. Cualquier rodamiento tendrá una fricción estática o de "ruptura" que sea más grande que su fricción de carrera. Para un gusano, eso es cierto en espadas. Hacer todas las sumas para la operación dinámica. Luego, asegúrese de que su motor y fuente de alimentación puedan entregar de 2 a 3 veces el par de operación, de manera transitoria, al comienzo para que las cosas se muevan. La mayoría de los motores DC PM podrán hacer esto, al igual que la mayoría de las baterías y las fuentes de alimentación simples. Sin embargo, un suministro limitado en la corriente deberá ser adecuado para el par de arranque, no solo para el par de arranque.
Aristóteles, o fue Arquímedes, dijo: "Dame una palanca el tiempo suficiente y moveré el mundo". Del mismo modo, dame un engranaje de tornillo sin fin con una relación de engranajes suficientemente grande, y puedo cambiar un gran peso con un motor pequeño, aunque muy lentamente.
Es un engranaje helicoidal muy especializado que funcionará hacia atrás, baja proporción, buenos materiales, lubricados adecuadamente. Para 'la mayoría' de los engranajes helicoidales, su eficiencia es tan baja que no pueden ser arrastrados por la carga. El OP es correcto que el gusano sostendrá la carga con el motor no accionado. / edit /
Como en la mayoría de las cosas en la vida, me parece más fácil hacer un análisis de un sistema de hombre de paja, y luego modificarlo, en lugar de una síntesis de las especificaciones. Entonces ... digamos que puede obtener una unidad de tornillo sin fin de 150: 1 y un motor de 10 vatios a 3000 rpm, e ignorar las pérdidas mecánicas inicialmente. 3krpm es de aproximadamente 300 rad / s, por lo que el par motor es 10/300 = 0.033Nm. Después de 150: 1 engranajes, tenemos 5 Nm en el gusano. Para levantar 500N, necesitamos enrollar el cable alrededor de un eje de radio de 0.01 m. 3krpm / 150 = 20 rpm en el gusano, 1 revoluciones en 3 segundos, o 20 mm / segundo.
Permitiendo la eficiencia del gusano < 50%, necesitamos aumentar la potencia del motor y, para permitir el par de arranque, aumentar la corriente transitoria de la fuente de alimentación por encima de eso. ¿El motor de 20 vatios y 20 mm por segundo son adecuados?
Si no es así, averigüe dónde está la suposición errónea más grande y vuelva a trabajar.
Has dibujado un bisel 1: 1. Tiene la oportunidad de reducir la velocidad del motor y aumentar el par utilizando un bisel N: 1. Mira el catálogo de tu equipo para ver las proporciones disponibles.
