Q1: 水平旋转轴受到的扭矩和功率1. 计算扭矩
对于一个均质圆柱体，扭矩 TT 可以通过以下公式计算：
T=μ⋅Fn⋅rT=μ⋅Fn⋅r
其中：
μμ 是摩擦系数（0.12）
FnFn 是法向力，这里等于重力 mgmg
Fn=m⋅g=157kg×9.81m/s2≈1545.57NFn=m⋅g=157kg×9.81m/s2≈1545.57N
rr 是圆柱体的半径，r=D2=840mm2=420mm=0.42mr=2D=2840mm=420mm=0.42m
现在代入公式计算扭矩：
T=μ⋅Fn⋅r=0.12⋅1545.57⋅0.42≈78.034N\cdotpmT=μ⋅Fn⋅r=0.12⋅1545.57⋅0.42≈78.034N\cdotpm2. 计算功率
功率 PP 可以通过以下公式计算：
P=T⋅ωP=T⋅ω
其中 ωω 是角速度，单位为 rad/s：
ω=2π⋅n60=2π⋅1.560≈0.1571rad/sω=2π⋅60n=2π⋅601.5≈0.1571rad/s
代入功率公式：
P=78.034⋅0.1571≈12.27WP=78.034⋅0.1571≈12.27W3. 电机（减速机）输出功率的关系
电机的输出功率应该大于等于负载的功率，加上任何损耗（如摩擦和减速机效率损失）。如果我们假设减速机的效率为 90%：
Pmotor=P效率=12.270.9≈13.63WPmotor=效率P=0.912.27≈13.63WQ2: 判断最大允许惯量比和设计速比1. 最大允许惯量比
要求的最大允许惯量比为：
最大允许惯量比=J′J′′最大允许惯量比=J′′J′
该值应小于 5。
已知值：
负载转动惯量 J′=96148kg\cdotpcm2J′=96148kg\cdotpcm2
电机轴联轴器/小齿轮惯量 J0=0.2kg\cdotpcm2J0=0.2kg\cdotpcm2
折算到电机轴的惯量 J′′=24.15kg\cdotpcm2J′′=24.15kg\cdotpcm2
计算最大允许惯量比：
最大允许惯量比=9614824.15≈3985.68最大允许惯量比=24.1596148≈3985.68
这个结果远小于 5，因此不合理。
2. 设计合适的速比
假设你想要让最大允许惯量比 ≤5≤5：
设 J′′J′′ 为电机转子惯量：
J′/最大允许惯量比≤J′′J′/最大允许惯量比≤J′′
设最大允许惯量比为 5：
96148/5≤J′′96148/5≤J′′
计算：
J′′≥19229.6kg\cdotpcm2J′′≥19229.6kg\cdotpcm2
根据之前的折算计算，你需要通过调整减速比来降低负载转动惯量，达到合理条件的速比。具体速比调整需根据电机转子惯量 JJ 的实际值进行适当选择。
以上是Ai计算出来的结果，仅供参考

用GPT回答的，请参考。