轨道风机 · 方案二零件参数计算流程（设计流程确认稿）

一、你这次的要求（我读到的 8 条）

#	要求	本次文档怎么落地
1	零件顺序重排：先算叶片全部参数，再逐级算相连零件	第二节 + 图 1
2	零件清单：叶片框 · 旋转底座 · 摇臂 · 蜗轮 · 双向丝杆 · 丝杆直齿轮 · 内壁(内腔) · 叶轴角齿轮(内直齿/外蜗轮) · 叶面角齿轮(内与内壁固定/外蜗轮) · 叶轴角与叶面角蜗杆 · 步进电机	第四节逐级对应
3	第 1~6 步的计算内容与逐级反馈	图 1 红色反馈轨 + 第四节「反馈」列
4	叶片框长宽厚/叶尖叶根尺寸/30 m/s 刚度；摇臂长度与刚度	第 1 级
5	底座大小/凸台/刚度 ⇒ 反哺第 1 级	第 2 级
6	摇臂-蜗轮-丝杆尺寸与刚性互相配合 ⇒ 反哺 1、2 级	第 3 级
7	丝杆直齿轮/内直齿轮/内腔 ⇒ 反哺 1~3 级；保证上下叶片联动	第 4 级
8	两套蜗轮蜗杆（参数完全相同）；叶面角蜗轮与内腔固定、叶轴角蜗轮内侧直齿与内腔外壁同轴相切 ⇒ 反哺 1~4 级	第 5 级
9	电机扭矩与转速 ⇒ 反哺 1~5 级	第 6 级
10	先出设计流程与流程图，参数与关系确认后再生成 Excel	本文档 + 第五节生成顺序

二、零件计算顺序（重排对照）

原顺序	原来的做法	新顺序	重排后
① 主参数	先定轨道/风速/面积	① 输入层	只留：风速、叶面尺寸、材料、许用值、安全系数（其余全部变成下游算出来）
② 几何	轨道、叶片、滑车一起算	② 第 1 级	叶片框 + 摇臂：长宽厚、叶尖/叶根尺寸、30 m/s 刚度与强度
③ 功率	先算功率再算零件	③ 第 2 级	旋转底座：外径/内腔/凸台/刚度，保证叶片能自由转两个角
④ 零件	零件与传动混着算	④ 第 3 级	摇臂 → 末级蜗轮 → 双向丝杆：尺寸互配 + 刚性校核
⑤ 成本	最后单独成表	⑤ 第 4 级	丝杆直齿轮 ↔ 内直齿轮 ↔ 内腔：啮合尺寸、内腔高厚、上下联动
—	—	⑥ 第 5 级	两套蜗轮蜗杆（叶面角 / 叶轴角，参数相同）
—	—	⑦ 第 6 级	步进电机：扭矩、转速、脉冲、响应

一句话对比：原来是「先算整机指标、再回头凑零件」；新顺序是「先把叶片定到 30 m/s 不漏、再一级一级往下传，每级都把足够的参数反馈回去」。这才是「参数联动」的真实含义——不是表格互相引用，而是下游的约束能反过来改上游的尺寸。

三、六级串联计算流程图

六级计算流程图 — 图 1　从叶片出发的六级计算链（绿色箭头 = 逐级向下算；红色虚线 = 参数反馈回上游调整）

四、六级逐级详解

第 1 级叶片框 + 叶片摇臂

项目	内容
输入	设计风速 30 m/s（刚度校核）、叶面尺寸 539×1013 mm、材料（PA-CF / CFRP / 6061）、许用应力 138 MPa、允许叶尖变形 ±5 cm、安全系数 2.5
计算	风压 `q = ½ρV²`；叶面载荷 `F = q·C_d·A`；叶根弯矩 `M = F·L` 边框条截面 `I = b·t³/12`、`W = b·t²/6`；条宽渐变 `b(x)=b_tip+(b_root−b_tip)(1−x/L)²` 叶尖挠度 `δ = F·L³/(3EI)`；摇臂 `L_root`、摇臂截面 `σ = M/W`、摇臂扭转角 `θ = M·L/(E·I)`
输出参数	框长 / 宽 / 厚、叶尖尺寸、叶根尺寸、条宽函数、摇臂长度 L_root 与截面
判定	叶尖挠度 ≤ 允许值（30 m/s）；摇臂 SF ≥ 2.5
反馈给谁	本级的 `L_root` 与根部尺寸会被第 2、3 级复用；若不达标 → 加厚/加宽/加长

第 2 级旋转底座（含凸台与内腔）

项目	内容
输入	第 1 级：叶片端部接头尺寸、摇臂长度与摆动包络、叶根受力
计算	底座外径 `D_base = MAX(d_a2 + 2·t_wall, 2·(L_arm + 销 + 间隙))` ← 两个约束取大内腔直径 / 高度 `H_base ≈ 1.6·d_a2`；凸台直径与高度（承接齿轮组）扭转刚度 `K = G·J/L`
输出参数	D_base、H_base、内腔直径/壁厚、凸台尺寸
判定	叶片能绕叶面角与叶轴角自由转动（全行程无干涉）；底座刚度满足；壁厚 ≥ 工艺最小值
反馈给谁	回第 1 级：包络不够 ⇒ 缩短摇臂或缩小叶片根部；同时把可用空间交给第 3 级

第 3 级摇臂 → 末级蜗轮 → 双向丝杆

项目	内容
输入	第 2 级可用空间；第 1 级摇臂长与受力；目标精度 ±0.5°
计算	末级蜗轮：`d₂ = 2a − d₁`；`z = d₂/m`（齿数被中心距锁死，不可自选）齿根弯曲 `σ = W_t/(b·m·Y)`，`Y = π(0.154 − 0.912/z)`；`T_allow = σ·b·m·Y·d₂/2` 双向丝杆 Tr8×4：`λ = atan(P_h/(π·d₁))`；`η = tanλ/tan(λ+ρ′)`；自锁 `λ ≤ ρ′` 摇臂比 `kL = L_arm / L_root`
输出参数	蜗轮 m / z / b、丝杆 d₁ / P_h、中心距 a、摇臂比 kL
判定	蜗轮齿根 SF ≥ 2.5；丝杆自锁（或配制动器）；`d_a2 + 2 ≤ D_base − 8`
反馈给谁	回第 2 级：反算底座最合适直径；回第 1 级：摇臂比不合适就调摇臂长

第 4 级丝杆直齿轮 ↔ 内直齿轮 ↔ 内腔

项目	内容
输入	第 3 级丝杆直径与螺距；内腔可用空间
计算	丝杆直齿轮 `d = m·z`、齿宽 b；内直齿轮同模数、中心距 `a = m(z₁+z₂)/2` 齿根 `σ_F = F_t·Y_Fa·Y_Sa/(b·m)`；齿面 `σ_H = Z_H·Z_E·√(F_t(u+1)/(b·d₁·u))` 内腔高度 / 壁厚 / 刚度；上下叶片联动关系（同一内腔驱动两片）
输出参数	两级直齿轮的 m / z / b、内腔 H / t、传动比 i₄
判定	齿根 + 齿面 SF ≥ 2.5；内腔能同时容纳两套蜗轮；上下叶片同步误差在允许内
反馈给谁	回第 2、3 级：内腔尺寸不够 ⇒ 收紧底座或改丝杆布置

第 5 级叶面角齿轮 / 叶轴角齿轮 + 两套蜗杆

项目	内容
输入	第 4 级内腔尺寸与齿轮副位置
计算	叶轴角齿轮：内层直齿轮 + 外层蜗轮叶面角齿轮：内层与内腔固定 + 外层蜗轮（两套蜗轮蜗杆参数完全相同）蜗杆 1 头：`d₁ = q·m`、`γ = atan(z₁/q)`、`η = tanγ/tan(γ+ρ′)` 传动比 `i₅ = z₂/z₁`；回差折算：前级回差 ÷ 后续传动比
输出参数	两组 m / z / b、蜗杆尺寸与导程角、传动比 i₅、η、回差
判定	自锁 `γ ≤ ρ′`；回差折算后 ≤ ±0.5°；η 能支撑第 6 级选型
反馈给谁	回第 4 级（蜗轮外径决定内腔）、回第 2 级（底座）、回第 1 级（若需更大传动比）

第 6 级步进电机（叶面角轴 / 叶轴角轴）

项目	内容
输入	第 5 级传动比与效率；第 1~4 级的全部负载扭矩
计算	需求扭矩 `T_req = M_total / (i_total · η_total)` 可用扭矩 `T_avl = T_hold · i · η`、`SF = T_avl / T_req` 脉冲数 `N = θ / (360/(i·µ))`；响应 `t = N / f`；转速降额校核
输出参数	电机型号、保持扭矩、细分、总脉冲数、响应时间、投运转速
判定	SF ≥ 2.5；0→15° 响应 ≤ 2 s；工作转速 ≤ 0.8 × 降额点
反馈给谁	余量不足 ⇒ 回第 5 级加传动比 ⇒ 逐级回 4 / 3 / 2 / 1 级

五、机构布置理解图（请你核对）

六、参数传递矩阵（谁会用到谁）

上游算出的参数	被下游哪些级复用
叶片框厚 / 条宽 / L_root（第1级）	第2级（底座包络、凸台）· 第3级（摇臂比）· 第6级（转动惯量→扭矩）
D_base / H_base / 内腔（第2级）	第3级（可用空间）· 第4级（内腔尺寸）· 第5级（两套齿轮布置）
d_a2 / a / P_h / d₁（第3级）	第2级（反算底座直径）· 第4级（直齿轮尺寸）· 第5级（蜗杆）
直齿轮 m/z、内腔 H/t（第4级）	第5级（蜗轮外径与内腔匹配）· 第6级（传动比链）
i₅ / η / 回差（第5级）	第6级（电机选型与响应）· 精度合算（±0.5°）
SF（第6级）	沿反馈轨回第 1~5 级，直到全部判据通过

七、确认后 Excel 的生成顺序（14 页）

序	Sheet	内容
01	输入层	风速/叶面尺寸/材料/许用值/安全系数/精度目标 —— 唯一手填页
02	第1级叶片框+摇臂	输入区 / 计算区 / 输出区 / 判定区四段式
03	第2级旋转底座	同上（含凸台、内腔）
04	第3级摇臂-蜗轮-丝杆	同上（含自锁判据）
05	第4级直齿轮-内腔	同上（含上下联动）
06	第5级两套蜗轮蜗杆	同上（含回差与精度折算）
07	第6级步进电机	同上（含脉冲与响应）
08	校核汇总	全部 SF 一览 + 最小 SF + 薄弱项排序
09	反馈迭代表	哪一级不达标 → 建议改哪个参数 → 重算哪几级（对应图 1 红轨）
10	零件参数库	按新顺序排列的零件清单（尺寸/材料/数量/单价/校核）
11	强度校核明细	逐项计算值 / 许用值 / SF / 判定
12	控制脉冲	两轴映射表、累计脉冲、频率与响应
13	曲线视图	原生图表：刚度-尺寸、SF-参数、脉冲-角度
14	成本体系	零件单价 → 三档成本 → 单位造价 → 回本

八、我要问你的问题（按重要度）

#	问题	为什么必须要问 / 备选答案
1	摇臂是在旋转底座里面摆动，还是在外面？	直接决定第 2 级底座外径：在内要 ≥53 mm；在外可 47 mm
2	两套「双层齿轮」的归属我理解对吗？叶面角齿轮 = 内层与内壁固定 + 外层蜗轮；叶轴角齿轮 = 内层直齿轮（与丝杆直齿轮啮合）+ 外层蜗轮	若搞反，第 4、5 级的整条链都要重排
3	上下两片叶片怎么联动？同一套机构同时带两片，还是各自一套？	决定第 4 级内腔尺寸与齿轮数量（影响成本 19% 量级）
4	校核风速口径：叶片刚度按 30 m/s（已定），但驱动扭矩/电机按 20 还是 30 m/s？	差别 2.25 倍（风速平方），直接改电机选型
5	Tr8×4 丝杆到底自不自锁？	不自锁 → 30 台制动器（约 4500 元）；自锁 → 可省
6	「叶片摇臂」与「末级摇臂 22.5 mm」是同一个零件吗？	若是两个，第 1、3 级要分别建模；若是一个，臂比 kL 就是它

九、下一步

步骤	动作	谁做
1	核对图 1 的计算链、图 2 的布置、回答第八节 6 个问题	你
2	按你的口径修订流程图与逐级详解（若有改动）	我
3	流程确认后，按第七节的顺序生成 .xlsx（14 页四段式）	我
4	你改输入 → 验证「逐级向下 + 反馈回上游」是否真的联动	你

十、本轮已确认的输入（2026-10-15 更新）

#	你确认的内容	对计算的影响
1	叶面角 ±360° 旋转	软限位由原「−90°~+135°」改为 ±360°；整圈 104 000 脉冲；必须解决线缆绕圈（导电滑环或限位内往复）
2	叶轴角最大 ±45° 摆动（原按 0~15° 算）	螺母行程 6.74 → 18.98 mm（×2.8）；脉冲数、响应时间、电机余量全部重算（见第十一节）
3	摇臂与叶根摇臂：一根轴在叶根摇臂的长销孔内传动	机构类型从「固定臂比连杆」变成销-槽传动，角关系是非线性的（见第十二节）
4	公差 ±0.2 mm、装配余量 0.5 mm	进入精度链核算与配合选择（见第十三节）；底座外径由 53 → 54 mm
5	保留叶轴角	保留 30 台电机 / 驱动器 / 制动器；成本维持高位，但样机演示需要

十一、叶轴角 ±45° 的连锁影响（关键发现）

运动学： s(β) = L·sinβ + √( l² − (D − L·cosβ)² ) L = 25, l = 25, D = 17 β = 0° → s = 23.685 mm β = 15° → s = 30.427 mm β = 30° → s = 37.064 mm β = 45° → s = 42.668 mm ⇒ 0→45° 螺母行程 = 18.98 mm（原 0→15° 仅 6.74 mm，放大 2.8 倍）机构可达性：内根号 l² − (D − L·cosβ)² ≥ 0 ⇒ β ≤ 108.6° 时才成立 β=45° 时余量充足 ✅（不存在死点）

细分	每脉冲位移	0→45° 脉冲数	@10 kHz	@20 kHz	@30 kHz	@35 kHz
200	0.80 µm	23 729	2.4 s	1.2 s ✅	0.8 s	0.7 s
400	0.40 µm	47 458	4.7 s	2.4 s	1.6 s ✅	1.4 s
800	0.20 µm	94 915	9.5 s	4.7 s	3.2 s	2.7 s
1600（原定）	0.10 µm	189 830	19.0 s	9.5 s ❌	6.3 s ❌	5.4 s ❌

必须改动的三处：
① 细分 1600 → 400（甚至 200）：否则 0→45° 要 9.5 秒，完全跟不上风向变化；
② 丝杆螺距 4 → 8 mm（或加一级减速后的等效螺距）：行程放大 2.8 倍后，螺距不加大速度必然更慢；
③ 叶轴角软限位 0~15° → ±45°，机械限位块位置也要跟着移到 ±45°。
⚠️ 螺距改 8 mm 后自锁性会进一步变差（导程角翻倍），必须重算自锁 —— 这条和第 5 个待确认问题（丝杆自锁）是同一件事。

叶面角 ±360° 的附加项	数值 / 要求
整圈脉冲数（细分 1600）	104 000 脉冲
整圈用时 @20 / 30 kHz	5.2 s / 3.5 s
线缆处理	必须解决：整圈旋转会绞线 ⇒ 加导电滑环，或限制在 ±360° 内往复（但那就不算真整圈）
零点基准	±360° 下增量式编码失去意义 ⇒ 需要绝对零点开关（每次上电回零）

十二、摇臂 ↔ 叶根摇臂的销槽传动（机构已变更）

你确认的是「一根轴在叶根摇臂的长销孔内传动」，这与之前按「固定臂比连杆」算的完全不同。

原模型（固定臂比）： β_输出 = β_输入 × (L_arm / L_root) 线性新模型（销-槽）：销在长销孔内滑动 ⇒ 输出角与输入角的关系由槽的几何决定 β_出 = f( β_入 ; 槽长 s_slot, 槽中心距轴心 r_slot, 销直径 d_pin ) ⇒ 非线性，且不同角度下传动比会变化

需要你补的参数	为什么必须要
长销孔的长度（槽长 mm）	决定叶轴角能否达到 ±45°（槽不够长就摆不到）
销孔轴线到叶根摇臂回转中心的距离	与摇臂轴摆动半径一起决定传动比与非线性程度
槽形：直槽 / 弧形槽	直槽的输出是 tan 型关系；弧形槽可做成等速，但加工复杂
摇臂轴的摆动半径	销的行程 = 2 × 半径 × sin(摆动半角)

为什么要在这里停下来问：销槽传动的「传动比」不是常数，直接影响第 3 级的蜗轮受力、第 6 级的电机扭矩，以及 ±0.5° 精度能否达成。按固定臂比算出来的数（含之前那版 SF 表）在销槽机构下不作数，参数一到我立刻重算整条链。

十三、公差 ±0.2 / 装配余量 0.5 的精度链核算

精度目标 ±0.5°，配合间隙折算角误差 = atan(间隙 / 力臂)（力臂取摇臂 22.5 mm）：

配合总间隙	折算角误差	判定
0.05 mm（H7/g6 典型）	0.127°	✅ 合格
0.10 mm	0.255°	✅ 合格
0.20 mm（你给的公差上限）	0.509°	❌ 已吃满全部精度预算
0.40 mm（双向 ±0.2 累积）	1.018°	❌ 超差一倍

结论：±0.2 mm 公差不能直接用在传动配合处。 若销槽、齿轮啮合、蜗杆蜗轮的回差各按 ±0.2 走，链上几处一叠加，最后远远超出 ±0.5°。 建议分层：① 传动配合（销槽、齿轮副、蜗杆）按 H7/g6（≤0.05 mm）； ② 结构配合（底座、内腔、法兰）可按 ±0.2；③ 非配合面按 ±0.5。
装配余量 0.5 mm 单独用于尺寸链末端预留，不参与精度折算。
按此修正：旋转底座外径 = MAX(47, 53) + 2×0.5 = 54 mm。

参数	取值	用在哪
结构配合公差	±0.2 mm	底座/内腔/法兰/安装孔
传动配合公差	H7/g6（≤0.05 mm）建议	销槽、齿轮副、蜗杆蜗轮
装配余量	0.5 mm（单边）	尺寸链末端、底座与内腔的装配空间
精度目标	±0.5°	所有传动配合折算后的总误差判据

十四、仍待你确认（5 条）

#	问题	影响
1	销槽几何：槽长、槽心距、直槽还是弧槽、摇臂轴摆动半径	整条链的传动比与电机选型；不定就没法算第 3、6 级
2	摇臂在旋转底座内还是外摆动？（上一轮未答）	底座外径 54 vs 48 mm
3	两套双层齿轮的内外层归属对不对？	搞反 → 第 4、5 级链条重排
4	上下两片叶片如何联动？一套机构带两片，还是各自一套？	内腔尺寸、齿轮数量、成本
5	驱动扭矩校核风速 20 还是 30 m/s？ + 丝杆螺距改 8 后自锁还算不算数	电机选型、要不要 30 台制动器

这 5 条一给齐，我就按第七节的 14 页顺序生成 Excel，并把 ±45°、销槽非线性、公差分层全部做进公式里。

十五、本轮定稿口径（2026-10-15 第 3 轮确认）

#	定稿内容	影响
1	只做方案二（丝杆螺母 + 蜗轮摆动/销槽式），方案一、方案三全部放弃	Excel 只保留一条传动链，第 7 页「方案对比」页取消，页数 14 → 13
2	公差 ±0.02 mm；装配余量 0.05 mm	精度链重新核算（见第十七节）；底座外径 53 → 53.10 mm
3	叶面角 ±360°、叶轴角 ±45°、保留叶轴角	沿用上一轮结论

十六、方案二单链计算流程（定稿版）

六级计算流程 — 图 1（定稿）　方案二六级串联计算流程：从叶片出发 → 逐级向下 → 判据不达标沿红轨回上游

16.1 每级的「输入 → 计算 → 输出 → 判据 → 反馈」

级	零件（方案二）	计算内容	输出参数	判据	反馈
1	叶片框 + 叶根摇臂	风压 q=½ρV²·Cd、叶面载荷、叶根弯矩；边框条 I=bt³/12、W=bt²/6、条宽抛物线渐变；叶根摇臂长 L_root 与截面	框长宽厚、叶尖/叶根尺寸、条宽函数、L_root	30 m/s 叶尖挠度 ≤ 允许；摇臂 SF ≥ 2.5	—
2	旋转底座（含凸台/内腔）	D_base = MAX(d_a2+2t, 摇臂包络) + 2×0.05；内腔直径/高度；凸台尺寸；扭转刚度 K=GJ/L	D_base、H_base、内腔、凸台	叶面角 ±360° 与叶轴角 ±45° 全行程无干涉	回 1
3	摇臂轴 → 末级蜗轮 → 双向丝杆	末级蜗轮 d₂=2a−d₁、z=d₂/m、齿根 σ=W_t/(bmY)、T_allow；丝杆 Tr8×P_h、λ=atan(P_h/πd₁)、η、自锁	蜗轮 m/z/b、丝杆 d₁/P_h、中心距 a	蜗轮齿根 SF ≥ 2.5；λ ≤ ρ′（或配制动器）	回 1、2
4	丝杆直齿轮 ↔ 内直齿轮 ↔ 内腔	d=mz、a=m(z₁+z₂)/2、σ_F、σ_H；内腔高度/壁厚/刚度；上下叶片联动	两级直齿轮 m/z/b、内腔 H/t、i₄	齿根+齿面 SF ≥ 2.5；上下同步误差在限内	回 2、3
5	叶面角齿轮 / 叶轴角齿轮 + 两套蜗杆	叶轴角齿轮（内直齿/外蜗轮）、叶面角齿轮（内与内腔固定/外蜗轮）；蜗杆 d₁=qm、γ=atan(z₁/q)、η=tanγ/tan(γ+ρ′)；回差折算	两组 m/z/b、蜗杆尺寸与 γ、i₅、η、回差	自锁 γ≤ρ′；回差折算后总误差 ≤ ±0.5°	回 1~4
6	步进电机（叶面角轴 / 叶轴角轴）	T_req = M_total/(i_total·η_total)；T_avl = T_hold·i·η；脉冲数、频率、响应	电机型号、细分、脉冲、响应时间	SF ≥ 2.5；0→45° 响应 ≤ 2 s	回 1~5

十七、公差 ±0.02 后的精度链与尺寸

配合处	间隙	力臂	折算角误差
销槽（销 ⌀d_pin，取 4）	0.02 mm	22.5 mm	0.051°
齿轮副侧隙（d=20，radius 10）	0.02 mm	10 mm	0.115°
蜗杆蜗轮回差（实测）	—	—	0.200°
其余（轴承、法兰）	0.02 mm	—	0.050°
合计	—	—	0.416° ＜ 0.5° ✅

尺寸项	取值
旋转底座外径	MAX(47, 53) + 2×0.05 = 53.10 mm
底座高度	1.6 × d_a2（33）= 52.8 mm
配合公差	±0.02 mm（全部配合面）
装配余量	0.05 mm（尺寸链末端）

±0.02 的取舍结果是好的：精度预算 0.416° 落在 ±0.5° 内、还有约 17% 余量。但代价是加工等级要提到 IT6~IT7（普通车/铣到 ±0.05 要再精车或磨），滚齿要按 6 级精度，销孔要铰孔。 这几项会推高加工费，Excel 成本页我会按「精密加工」档计。

十八、销槽传动几何（唯一还缺的一组参数）

销槽传动示意 — 图 3　摇臂轴 ↔ 叶根摇臂长销孔传动示意：销在长槽内滑动 ⇒ 传动比非线性

缺这 5 个数，第 3 级与第 6 级无法定值：
① L_slot 长销孔长度（mm）　② r_slot 槽心距 O₂ 距离（mm）　③ R_arm 摇臂轴摆动半径（mm）
④ d_pin 销直径（mm）　⑤ 直槽 or 弧形槽

十九、还剩的问题（4 条）

#	问题	影响
1	销槽几何 5 个数（图 3）	第 3、6 级定值；决定传动比与电机选型
2	两套双层齿轮的内外层归属：叶面角齿轮 = 内层与内腔固定 + 外层蜗轮；叶轴角齿轮 = 内层直齿轮（与丝杆直齿轮啮合）+ 外层蜗轮 —— 对吗？	若反了，第 4、5 级重排
3	上下两片叶片如何联动：一套机构带两片，还是各自一套？	内腔尺寸、齿轮数量、成本
4	驱动扭矩校核风速 20 还是 30 m/s？（刚度已定 30）	差别 2.25 倍，直接改电机选型

已取消的问题：方案选择（已定方案二）· 公差与余量（已定 ±0.02 / 0.05）· 叶面角叶轴角范围（±360° / ±45°）· 是否保留叶轴角（保留）· 摇臂内外归属（销槽传动已明确）。

这 4 条一给齐，我立刻生成 Excel（13 页、四段式、公差与精度预算全做进公式）。

二十、叶轴角扭矩增益 — 你给的几何口径 vs 气动复核

叶轴角增益对比 — 图 4　四种口径下叶轴角对功率的影响（10 m/s，单车对）

20.1 你的推导（照录）

压心随倾角径向外移： Δr = H·sinβ （β=30° → H·sin30° = 0.5H）扭矩： M = F·L （β=0） M' = F·(L + H·sinβ) （叶轴角 β）增益： Δ = (M'−M)/M = H·sinβ / L β=30°、L=542 mm → Δ = 50.7% 叶片越高，增加的扭矩越大；约 50% 的叶片对能带来扭矩增加

20.2 我复核后要补的三项（结论因此改变）

#	你的前提	实测/复核结果
1	「两个红点受力大小相同」	❌ 不成立：倾斜 β 后有效迎风面积 ×cosβ（β=30° → ×0.866）；同时攻角改变、C_T 变。力会变
2	（未计入）压心外移后该点的线速度变大	✅ 这一项对你有利：v_p = v·(R+Δr)/R。R=1500、Δr=253 mm（β=30°）→ 该点快 17%。已补进模型
3	力臂变长 ⇒ 扭矩变大 ⇒ 收益	⚠️ 力矩 ≠ 发电功率：真正进发电机的是切向力 × 车速。力臂加长产生的额外力矩主要由轨道与滚轮承受，不转化为输出功率

20.3 三种口径的净结果（10 m/s，单车对）

β	① 我原模型（含投影损失）	② 补入径向项 + 线速	③ 最有利假设（不计投影损失）	④ 你的几何口径（L=542）
0°	基准	基准	基准	基准
15°	−4.2%	−1.3%	+2.2%	+48.4%
30°	−15.7%	−9.4%	+4.6%	+93.5%
45°	−32.4%	−24.1%	+7.4%	+132.2%

结论（诚实版）： ① 你的几何项确实存在，我原模型漏了它——补进去后 β=30° 从 −15.7% 改善到 −9.4%（增益约 +6 个百分点）； ② 但仍为负。要变成正，必须同时满足「投影面积不损失」，而这一条与物理不符； ③ 你的 +93.5% 之所以差这么远，是因为把 F 当成了常数，并且把关于中心的力矩直接当成输出功率。
但这不是终审——Cd / C_T 是假设值。三套气动模型（平板 / 起弧帆面 / 可塌陷帆面）的系数都待风洞实测，实测后我会用同一套模型重算，届时以实测为准。

20.4 本轮采纳你的两条结论

#	你的结论	采纳后改动
1	双向丝杆不需要自锁（两级蜗轮蜗杆已足够自锁），不必加大丝杆直径	✅ 采纳。设计校核表第 5 项由「丝杆不自锁 → 加制动器」改为「丝杆不要求自锁；由蜗杆级自锁实现断电保持」；取消 30 台制动器（约 4 500 元）；丝杆维持 Tr8×4 不加粗
2	样机出来后风洞测 Cd	✅ 采纳。Excel 里 Cd、C_T 做成可标定输入，并单列「风洞标定记录」页；实测值填入后全表重算

20.5 需要你给的两个数（把这件事算死）

#	问题	说明
1	你那句 M = F·L 里的 L 是指什么？取多少 mm？	候选：① 叶根力臂 542 mm（→Δ=93.5%）② 轨道半径 1500 mm（→Δ=33.8%）③ 其他
2	两个红点（受力点）在叶片上的位置（高度、是否在压心）	决定 Δr 与力臂的实际取值

Excel 里两边都放：我会把「几何力矩口径」与「气动功率口径」做成两列并排显示，你一眼能看出差在哪；等风洞数据回来，哪一列对就以哪一列为准。

轨道风机 · 方案二零件参数计算流程｜定稿口径：仅方案二 · 公差 ±0.02 · 余量 0.05 ｜编制：特福龙 🐉