叶根与轨道计算书

一、17 步计算

序	项目	公式	结果
1	风载合力	`F=½ρV²·Cd·A`	163.8 N
2	叶根弯矩	`M=F·H/2`	82.9 N·m
3	叶根轴 Φ8 弯曲	`σ=32M/(πd³)`	1650 MPa ✗
4	叶根轴 Φ16 弯曲	`同上`	206.3 MPa ✓
5	叶根轴 Φ20 弯曲	`同上`	105.6 MPa ✓
6	销轴 Φ5 剪切	`τ=F/(2A)`	3.69 MPa ✓
7	销轴挤压	`σ=F/(d·t)`	3.62 MPa ✓
8	摇臂弯曲	`σ=M/W，W=bt²/6`	2.09 MPa ✓
9	摇臂座角焊缝	`τ=F/(0.707a·L)`	0.34 MPa ✓
10	框-滑车 M8×4	`τ=F/(4A)`	0.81 MPa ✓
11	保持扭矩需求	`= 叶根弯矩`	82.9 N·m
12	蜗轮容量对比	`需求/容量`	34.7 倍 ✗
13	制动器对比	`需求/2 N·m`	41.5 倍 ✗
14	轨道跨距	`L=2R·sin36°`	1763 mm
15	轨道惯性矩	`π(D⁴−d⁴)/64`	277264 mm⁴
16	轨道挠度	`5wL⁴/384EI`	0.53 mm ✓
17	轨道弯曲应力	`M/W`	10.1 MPa ✓

二、结论

1. 叶根轴 Φ8 严重不足：σ=1650 MPa，需 Φ16（206.3 MPa）以上。
2. 销轴、摇臂、焊缝、螺栓全部通过：τ/σ 均 < 5 MPa，余量极大。
3. 保持扭矩不匹配（重大问题）：风载需 82.9 N·m，蜗轮仅 2.39 N·m（差 34.7 倍），制动器 2 N·m（差 41.5 倍）。叶面角必须增加机械锁止/摩擦盘，或改为仅在低风速（<6 m/s）调角。
4. 轨道 Φ60×4 通过：跨距 1763 mm，δ=0.53 mm，σ=10.1 MPa。