Würden Reibungskräfte eine Drehmomentmessung beeinflussen, die über ein Getriebe übertragen wird

Ich möchte sehr kleine Drehmomente am Ende eines Auslegers erkennen können. Diese Drehmomente sind sehr gering - 1 mg mal 10 cm. Ich versuche das billig zu machen und benutze eine Wägezelle.

Ich plane, das Drehmoment zu verstärken, indem ich es durch ein selbst hergestelltes Planetengetriebe mit sehr hoher Stufe z. B. 250: 1 laufen lasse. Das resultierende Drehmoment würde ich auf den Sensor übertragen, indem ein starrer Balken bekannter Länge auf die Wägezelle auftrifft.

Dies ist im Wesentlichen ein statischer Test. Ich werde die Apparatur haben, damit das Drehmoment am Ausgang widerstanden würde, damit es gemessen werden könnte.

Wird Reibung ein Problem in Bezug auf die Genauigkeit sein? Gibt es eine anfängliche Schwelle, die ich einhalten muss, damit das Drehmoment das Getriebe durchdringt?

Wäre ich besser dran, wenn ich vielleicht ein Schneckengetriebe verwenden würde?

Die mit diesem Drehmoment verbundenen Kräfte liegen in der Größenordnung von 10 Mikronewton. Es sind NASA-Geräte erforderlich, um solche Kräfte zu messen (siehe EM Drive-Tests). Ihr Atem in einem Meter Abstand wird diese Art von Störungen ausüben.

Der allgemeine Ansatz zur Messung von Kräften in dieser Größenordnung besteht darin, mithilfe eines Spiegels und eines Laserstrahls eine Verschiebung / Drehung zu erfassen: einen kleinen Spiegel, der an einem langen Arm angebracht ist, einen darauf gerichteten Laserstrahl, der auf eine Skala reflektiert, die sich in beträchtlicher Entfernung von der Achse befindet Prüfstand; Durch winzige Verschiebungen wird der Punkt um eine messbare Strecke verschoben. Dies ist das einfache Messgerät, aber die eigentliche Schwierigkeit besteht darin, externe Störungen zu beseitigen - selbst geringfügige Luftbewegungen, Vibrationen von entfernten Fahrzeugen, Schritte von Bedienern, dynamischer Druck durch hörbare Geräusche -, die alle Kräfte dieser Größenordnung einleiten und Ihre Messung beeinträchtigen können.

Beginnen Sie nicht einmal damit, davon zu träumen, dass ein Drehmoment von Nm von jeder Art von makroskopischem Getriebe übertragen werden kann.$10^{-4}$

Ja, Reibung wird ein ernstes Problem sein. Dies gilt auch für das Zahnradspiel, das Spiel in den Getriebelagern, die allgemeine Flexibilität aller Getriebeteile (einschließlich des Gehäuses) usw.

Ein Schneckengetriebe wird wahrscheinlich noch schlimmer sein. Die Reibung ist absichtlich groß, um das Zahnrad ohne äußere Lasten in Position zu halten, es sei denn, es ist für den Betrieb in eine Richtung ausgelegt (dh, wenn Sie auf die Zahnstange drücken, dreht sich das Zahnrad).

Wenn Sie eine "billige" Lösung suchen, ist es wahrscheinlich besser, einen flexiblen Ausleger herzustellen und seine Verformung mit einem Dehnungsmessstreifen oder einem Beschleunigungsmesser zu messen, oder ein empfindlicheres Messgerät wie ein laserbasiertes System zu verwenden, wenn Sie eine hohe Genauigkeit wünschen und es sich leisten können.