Siły tarcia wpłynęłyby na pomiar momentu obrotowego przenoszonego przez skrzynię biegów

Chcę być w stanie wykryć bardzo małe momenty obrotowe umieszczone na końcu belki wspornikowej. Te momenty są bardzo małe - 1 mg na 10 cm. Próbuję zrobić to tanio i użyć ogniwa obciążnikowego.

Planuję zwiększyć moment obrotowy, przepuszczając go przez samodzielnie wykonaną bardzo wysokopoziomową przekładnię planetarną, powiedzmy 250: 1. Przyłożyłbym powstały moment obrotowy do czujnika, uderzając sztywną wiązką o znanej długości w czujnik tensometryczny.

Teraz jest to zasadniczo próba statyczna. Będę mieć aparat, aby moment obrotowy na wyjściu był odporny, aby można go było zmierzyć.

Czy tarcie będzie stanowić problem pod względem dokładności? Czy istnieje próg początkowy, który musiałbym spełnić, aby moment obrotowy przedostał się przez skrzynię biegów?

Czy lepiej byłoby, gdyby użyłem zestawu przekładni ślimakowej?

Siły związane z tym momentem obrotowym będą rzędu 10 mikronewtonów. Do pomiaru takich sił potrzebny jest sprzęt na poziomie NASA (patrz testy EM Drive). Oddech w odległości jednego metra spowoduje takie zakłócenia.

Ogólne podejście do pomiaru sił tego rzędu polega na użyciu lustra i wiązki laserowej do wykrycia przemieszczenia / obrotu: małe lustro przymocowane do długiego ramienia, skierowana na niego wiązka laserowa i odbijające się na skali umieszczonej w znacznej odległości od stanowisko testowe; niewielkie przesunięcia sprawią, że punkt przesunie się na mierzalną odległość. Jest to prosty zestaw pomiarowy, ale prawdziwą trudnością jest wyeliminowanie zewnętrznych zakłóceń - nawet niewielkich ruchów powietrza, wibracji z odległych pojazdów, kroków operatorów, dynamicznego nacisku od słyszalnego hałasu - wszystko to może wprowadzić siły tego rzędu i zepsuć twój pomiar.

$10^{-4}$

Tak, tarcie będzie poważnym problemem. Więc luz będzie na zębatkach, luz w łożyskach skrzyni biegów, ogólna elastyczność wszystkich części skrzyni biegów (w tym obudowy) itp.

Przekładnia ślimakowa prawdopodobnie będzie jeszcze gorsza. O ile nie jest przeznaczony do pracy w obu kierunkach (tzn. Po naciśnięciu zębatki zębatka się obraca) tarcie jest celowo duże, aby utrzymać bieg w pozycji bez zewnętrznych obciążeń.

Prawdopodobnie lepiej byłoby wykonać elastyczny wspornik i zmierzyć jego odkształcenie za pomocą tensometru lub akcelerometru, jeśli chcesz uzyskać „tanie” rozwiązania - lub użyć bardziej czułego urządzenia pomiarowego, takiego jak system laserowy, jeśli chcesz wysokiej dokładności i stać Cię na to.