编制：特福龙（爱马特）｜版本：叶片框 V2.1 / 驱动 V1 / 控制 V1 ｜日期：2026-10-13
| 章节 | 内容 |
|---|---|
| 02 叶片框 V2.1 | 载荷、强度校核、四处变更（螺丝/厚度/压带/条宽抛物线）、装配 |
| 03 叶片驱动总成 | 传动链、传动比、运动学、扭矩校核、5 个必改问题 |
| 04 控制映射与程序 | 两轴映射表、51 脉冲方案、主/从机程序 |
| 05 加工图 | 8 张零件/装配图（DXF + PNG） |
| 06 交付文件 | STEP 模型、DXF 图纸、C 程序下载 |
| 07 方案对比与选型 | 两方案实测 + 强度/刚性/回差校核 + 全维度对比 + 选型结论 |
| 08 参数化计算与最佳配合 | 正算（几何→电机）+ 反算（电机→叶片面积）+ 最佳参数配合 + 敏感性 |
| 09 方案三 + 三方案对比 | 共用前段 25:1 + 末级差异 + 双向参数推导 + 最佳配合（修正版） |
| 10 决策记录与出图 | 三项待定参数决策 + 主推方案 + 补强版 3D/图纸已交付 |
| 11 成本表（三档） | 小/中/大三档单台成本 + 成本结构 + 降本抓手 + 可编辑 Excel |
| 12 叶轴角发电增益 | ±15/30/45° 的发电增益计算 → ≈0%，成本 +19% |
| 13 叶轴角计算详解 | 完整公式 + 手算算例 + 逐方位角表 + 理论证明（三套气动模型） |
| 14 样机功率与成本 | Φ3m/15车/30叶：4.9 kW @10 m/s、年 19 489 kWh、成本 5.76 万元 |
| 09 方案三解析 + 三方案对比 | 水平丝杆紧凑模块实测 + 三方案全维度对比 + 双向推导 |
| 08 参数化计算与寻优 | 公式链 + 正算（求电机）+ 反算（求叶片面积）+ 最佳配合推荐 |
| 项目 | 结论 |
|---|---|
| 叶片框螺丝 | 16×⌀3.4，M3-A2 + ⌀8 垫圈，扭矩 0.6 N·m（剪力安全系数 19） |
| 叶片框厚度 | 叶根 6mm → 叶尖 4mm（局部弯曲 48→27 MPa） |
| 条宽 | 抛物线 b(x)=8+4(1−x/L)²（等强度梁） |
| 压带 | 连续压带 1.5×0.6，接触压强 1019→3.7 MPa |
| 叶面角链 | 蜗杆:蜗轮 = 1:65，0.00346°/脉冲，90°→1.3 s |
| 叶轴角链 | 蜗杆:丝杆 = 1:25，0→15° → 67 413 脉冲 → 3.4 s @20kHz |
| 扭矩 | 20 m/s 安全系数 2.98 ✅；30 m/s 1.32 ⚠ 建议换 57 电机 |
| 自锁 | 蜗杆 1 头 + 65 齿 → 断电不掉角 ✅ |
| 方案二（摇臂） | 传动链 25×20=500:1，每脉冲 0.00045°，0→15° 1.67 s（比方案一快 2~3×） |
| 方案一强度优势 | 蜗轮仅需承 0.32 N·m（20m/s）→ SF 26.7；输出刚度 ≈6.2×10⁴ N·m/rad（比方案二高 ~30×） |
| 方案二短板 | 末级 z20 蜗轮直接承扭 → 齿根 SF 0.50（须 45钢+齿宽18 → 1.98）；输出刚度低（蜗轮啮合主导） |
| 选型结论 | 倾向方案一（安全/刚度/精度全面占优，两方案共用前端可后续切换）；仅当动态动作为硬需求才用方案二+补强 |
| 三方案末级承载 | 方案一 9.69 N·m ✅ / 方案二 2.39 / 方案三 1.31（最弱）；响应 方案三 1.33 s 最快 |
| 🆕 三方案共用前段 | 三方案都含 65齿蜗轮 + 内齿52 + 20直齿（25:1）；差别仅在末级 |
| ⭐ 参数寻优 | 电机扭矩不是瓶颈（需求仅 0.011~0.023 N·m）；瓶颈是蜗轮齿面 ⇒ 方案二补强：a 13→18、m 1→1.5、b 11.3→20、45钢 ⇒ 蜗轮 SF 0.73→6.44 |
| 反算关键数 | 1.2 N·m 电机：方案一现状可带 3.13 m²；方案二现状仅 0.25 m²（超载 2.2 倍） → 须改几何+材料 |
| 方案二推荐配合 | 中心距 13→16、模数 1.0→1.25、齿宽 11.3→18、青铜→45 钢 ⇒ 蜗轮 SF 0.73→4.97 |
| # | 事项 | 结论 | 依据 / 说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | 齿轮模数 | 按 m=1 出图（不改 m=0.9） | 蜗轮齿顶带凹陷（喉部）结构，用于提高与蜗杆的啮合（包角啮合）⇒ 实测最大外径小于理论齿顶圆属正常 |
| 2 | 内齿 52 齿 → 传动比 1:25 | 以实测为准，1:25 | 图纸 TG-BD-15 为 52 齿；文档「1:20」系把 65 齿当内齿误用 |
| 3 | 电机 42 → 57 | 采纳 | 30 m/s 工况叶面角安全系数仅 1.32 → 改 57 步进（1.2 N·m）后 ≥3 |
| 4 | 丝杆螺距 2 → 4 mm | 采纳 | 叶轴角 0→15° 响应由 6.7 s 提升到 3.4 s（20kHz） |
以上四项已全部落地到模型、图纸与程序：蜗轮 3D 已切出齿顶凹陷（喉部），叶轴角传动比按 1:25，电机按 57，丝杆按 Tr8×4。
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├─ 02 叶片框 V2.1 强度/刚度/装配
├─ 03 叶片驱动总成 传动/运动学/扭矩
├─ 04 控制映射与程序 映射表/脉冲/程序
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├─ 06 交付文件 STEP/DXF/C 下载
├─ 07 方案对比与选型 实测+强度校核+推荐结论
└─ 08 参数化计算与寻优 正算/反算+最佳配合
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