モーターの仕事量の計算方法。

質問

お世話になります。
質問なのですが
現在設計している機械機構で、
その機能を満たすには何ワットのモータを使用したら良いのかを計算したく、
そこで以下に記載します機械機構の内容、及び条件の下、
どのような計算手順及、方法を用いればよいかご教授お願いしたく願います。

機械機構の内容は以下の通りになります。

重さ20Kｇの物体紐で吊り上げ、天井に設けた滑車を経由し、
モーター駆動によって紐を巻き取り20Kgの物体を持ち上げる。
その際条件として、
1）1分間に800ｍｍの速度で持ち上げる。
2）紐を巻き取るドラムの直径は50ｍｍ。

以上になります。

また、質問の中で足らない情報等がございましたらご指摘ください。

回答No.1

masa2211 · ベストアンサー

紐の重量は無視できる程度の重量とします。
20kgを持ち上げるのに必要な力：20kg*9.8=196N
これを毎秒0.1333ｍ(=800mm/min)持ち上げるのに必要なエネルギー：
196N*0.1333=2.61Nm/s=2.61W 　　(注意：キロワットでなくワット。)
モーターの出力は、効率を75%として　　2.61W÷0.75=3.5W
これより大出力のモーターが必要となる。

滑車は天井に1個なので定滑車と思われる。
ドラム1回転で巻き取れる量：　50mm*π=157mm
ドラムの回転数：800mm÷157=5.1rpm
モーターの回転数をカタログで調べ、歯車などで5.1rpmに回転を落とすようギア比を設定してしてください。
ただ、相当に回転を落とすため、ギアの抵抗がかなりあることになり、
75%より効率は悪いかも。

お礼

御回答有難うございます。
非常に丁寧にお答えいただき恐縮です。
感謝<(_ _)>