理工酷

索维拉工作台 V4.0 链传动

在 SW 文件中，要升高/降低工作台高度，请转到 LEFT-LEG 和 RIGHT-LEG，并将“伙伴”更改为 LOWER、MIDDLE 或 UPPER。 该模型中有两种不同类型的弹簧，用于表示目的。实际工作台只使用一种弹簧。 （颜色仅供观看清晰度。）

蜗轮传动横向轴，驱动链轮和链条。

与电缆或皮带相比，链条传动的优势在于单个链条可以双向拉动。链条紧凑而高效。

两种弹簧辅助变体，(2) 垂直气弹簧或 (1) 扭力螺旋弹簧。

最终传动比从 50:1 到 100:1 不等，具体取决于链轮尺寸和可调节的手摇曲柄设置。

估计成本 350 至 450 美元

弹簧辅助

空工作台的平均重量估计为 100 公斤。

最小 100 公斤和最大毛重 500 公斤，最佳固定弹簧力为 300 公斤

使用 300 公斤弹簧时，所需的最大向上或向下手动力为 200 公斤。

标准气弹簧的最大重量约为 115kg，因此 (2) 标准气弹簧 = 230kg。可提供定制气弹簧。气弹簧很容易适合任何工作台尺寸。

额定 300 公斤的扭力螺旋弹簧的线径约为 11 毫米，外径约为 90 毫米，长度为 1200 毫米，并且不适合最小尺寸的工作台。 Sovella 可能会制造扭力螺旋弹簧和端部安装座。与气弹簧不同，扭力螺旋弹簧可以轻松调节力，并且可以由合格的技术人员在现场进行调节。这意味着您可以根据客户的需要设置弹簧力，并减少在 500 公斤最大负载下的应用所需的力。

可以使用用户机制来快速手动调节扭力螺旋弹簧，但这会增加大约 100 美元的成本。这将是一个手动曲轴驱动的蜗轮，连接到弹簧的锚端。

蜗轮。

这是一个带有 20T 蜗轮和 10:1 传动比的 2 开始蜗轮。最佳材料是磷/青铜蜗轮、表面硬化钢蜗轮和油浸青铜衬套。最佳配置是圆柱蜗轮和包络蜗轮。这产生了最好的成本效率，并且可能由 Sovela 制造。

可调节手动曲柄

这是本设计的关键部分。用户和机制之间的接口。它旨在最大限度地提高用户功率输出。它具有最佳的符合人体工程学的 25 毫米直径手柄，可纵向适合两只手，供力量较弱的用户进行两次武装使用。手柄有一个尼龙（硬塑料）底座，可在曲柄手柄上自由旋转以减少摩擦，软橡胶粘性手柄带有端部防护装置，可保持手的位置。

固定长度的手柄意味着一个系统被限制在最低强度用户和最重负载的比例。可调节长度的手柄（从 190 毫米到 360 毫米）是快速轻松地更改机构比率的最具成本效益的方式。由于毛重和用户强度这两个大变量，调整比例是一个很大的优势。更强的用户或更轻的负载可以获得更高的移动速度。可以用较少的用户力量或较重的负载获得更大的力。偏心调整闩锁还允许在不使用时将手柄存放在不碍事的地方。

链条和轴驱动

这是一个 ANSI 60 链，节距为 19 毫米（可提供 ISO 等效值）。标准3200kg抗拉强度，900kg工作负荷。四个链轮的尺寸都相同，对于 50:1 的最终传动比，最佳是 12 齿，蜗轮为 10:1，手摇曲柄位于最短 (190mm) 位置。下链轮有一个偏心轴来调节链条张力。链轮可能由 Sovela 制造。主驱动轴是 32 毫米外径 x 10 毫米内径无缝管，每端都为 25 毫米内径链轮加工。轴承和链轮上的油浸青铜衬套。

长凳设计

腿部深度（从前到后）比现有设计增加了约 50%，以适应增加的重量。这个维度可以只增加 25% 并且仍然适合这个机制。青铜衬套用于活动支腿部件接触的位置。仍然需要为链条/链轮组件添加检修孔。紧凑的链条传动装置位于支腿的内侧一半。这使腿部结构的外侧保持连续，从而增加了设计的（从前到后）对角强度。

功率和效率数字

最终比例为 51:1，手摇曲柄处于最短位置，最大负载 200kg 时，手柄处的力为 3.92kg。 15mm/s 所需的速度为 765mm/s。

3.92 x 9.8 x .765 = 29.4 瓦。 （无摩擦）

青铜衬套的摩擦损失最高，这只能通过使成本超过目标的滚珠轴承来改善。估计总最佳效率为 60% 至 70%。

这是可以接受的，因为它与大多数其他驱动机制一样好，而且比某些机制更好，例如任何带有 acme 螺纹驱动的东西，它低于 50%。在这个成本范围内，唯一更有效的常见驱动机制是全液压系统，这在这个挑战中可能不可行，在这种挑战中，利润试图保持在公司内部。

估计效率的实际所需瓦数。

29.4 / .6 = 49 瓦。 29.4 / .7 = 42 瓦。

与不将摩擦因素纳入方程的任何计算相比，这更接近于实际计算。 49 瓦超过了 40 瓦的目标，但这只能通过超过成本来避免。此外，这只会影响预计使用的一小部分。

最大 40 瓦的 60% = 24 瓦应用于负载 24 = (X)9.8(.765) X = 24 / 9.8(.765) X = 3.2kg 手柄 3.2 x 51:1 = 160kg = 24 W @15mm/s 实际负载 200 - 160 = 目标载荷与实际载荷相差 40kg 500 - 40 = 460kg 无弹簧辅助。

因此，在最坏情况下 60% 的效率和任何 460kg 或更少的负载，该机制将满足 40 瓦的目标。

更多数字

手摇曲柄 @ 190mm 51:1 比例

（最短长度）效率为 65%，500kg @ 400mm 距离

6.0kg 力 38rpm 持续 27 秒 = 45 瓦

15 x 51 = 765 毫米 765 毫米/秒的行程和 190 毫米的曲柄是 0.64 转/秒。 .64 x 60 = 38.4 转/分 400mm x 51 = 20,400mm / 1194mm（曲柄周长）= 17.1 手摇曲柄旋转 17.1 圈，可移动 400mm 距离 @ 38.4 转 17.1 / 38.4 = .45 60 x .45 = 27 秒，全 400 毫米行程

200kg / 51 = 3.92kg @ 65% 效率 = 6.0kg

还.... 400mm @ 15mm/s = 26.7 秒 6.0kg (9.8) .765 / X 秒 = 40 瓦。 6.0 (9.8) .765 = 40 瓦（X 秒） 6.0 (9.8) .765 / 40w = Xsec X = 1.125 秒 400mm @ 15mm/1.125s = 30 秒 因此，以 65% 的效率应用 40 瓦功率，可在 3.7 秒内达到全行程目标。

手摇曲柄 @ 360mm 97:1 比例

（最长长度）效率为 65%，500kg @ 400mm 距离

3.17kg 力在 20rpm 下持续 51 秒。 = 23.8 瓦

手柄处的速度相同，距离更远，时间更长，大约是力的 1/2。

因此，对于力量较弱的用户来说，500 公斤的重量在 50 秒内提升 400 毫米，功率仅为 24 瓦。

400mm x 97 = 38,800mm / 2262mm（曲柄周长）= 17.1 转 @ 765mm/sec（手柄速度相同） 38,800 / 765 = 51 秒 200kg / 97 = 2.06kg @ 65% 效率 = 3.17kg 3.17 x 9.8 x .765 = 23.8 瓦