扭矩單位,扭矩的計算公式
扭矩單位與換算、扭矩的計算公式
責任編輯:admin  發表時間:2014-02-15 14:57文章出處:http://www.nbdeo.tw/   人氣:
        內容概括:本頁較為詳細的介紹了扭矩的計算公式扭矩單位的換算、如果你對扭矩的相關知識還有了解,可聯系我們的客服,我們將會派出專業人士為你解答扭矩的相關技術問題   
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什么是扭矩:
    使機械元件轉動(包括有轉動傾向)的力偶或力矩叫轉動力矩,簡稱扭矩。扭矩是各種工作機械傳動軸的基本載荷形式,與動力機械的工作能力、能源消耗、效率、運轉壽命及安全性能等因素緊密聯系,扭矩的測量對傳動軸載荷的確定與控制、傳動系統工作零件的強度設計以及原動機容量的選擇等都具有重要的意義。


扭矩的物理原理
    扭矩在物理學中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘積,國際單位是牛米Nm,此外我們還可以看見kgm、lb-ft這樣的扭矩單位,由于G=mg,當g=9.8的時候,1kg=9.8N,所以1kgm=9.8Nm,而磅尺lb-ft則是英制的扭矩單位,1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m,可以算出1lb-ft=0.13826kgm。在人們日常表達里,扭矩常常被稱為扭力(在物理學中這是2個不同的概念)


扭矩類型
    扭矩可分為靜態扭矩和動態扭矩。
  靜態扭矩是指不隨時間變化或變化很小、很緩慢的扭矩,包括靜止扭矩、恒定扭矩、緩變扭矩和微脈動扭矩。
  靜止扭矩的值為常數,傳動軸不旋轉;
  恒定扭矩的值為常數,但傳動軸以勻速旋轉,如電機穩定工作時的扭矩;
  緩變扭矩的值隨時間緩慢變化,但在短時間內可認為扭矩值是不變的;
  微脈動扭矩的瞬時值有幅度不大的脈動變化。
  動態扭矩是指隨時間變化很大的扭矩,包括振動扭矩、過渡扭矩和隨機扭矩三種。振動扭矩的值是周期性波動的;過渡扭矩是機械從一種工況轉換到另一種工況時的扭矩變化過程;隨機扭矩是一種不確定的、變化無規律的扭矩。
  根據扭矩的不同情況,可以采取不同的扭矩測量方法


扭矩的計算公式

  若論及機械效率,每經過一個齒輪傳輸,都會產生一次動力損耗,手動變速箱的機械效率約在95%左右,自排變速箱較慘,約剩88%左右,而傳動軸的萬向節效率約為98%。整體而言,汽車的驅動力可由下列公式計算:

 扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機械效率
 驅動力= ————————————————————
 輪胎半徑(單位:米)

 小結:1kgm=9.8Nm 1lb-ft=0.13826kgm 1lb-ft=1.355Nm

  一般來說,在排量一定的情況下,缸徑小,行程長的汽缸較注重扭矩的發揮,轉速都不會太高,適用于需要大載荷的車輛。而缸徑大,行程短的汽缸較注重功率的輸出,轉速通常較高,適用于快跑的車輛。簡單來說:功率 正比于 扭矩×轉速


為什么引擎的功率能由扭矩計算出來呢?

    我們知道,功率P=功W÷時間t 功W=力F×距離s 所以,P=F×s/t=F×速度v

    這里的v是線速度,而在引擎里,曲軸的線速度=曲軸的角速度ω×曲軸半徑r,代入上式得:功率P=力F×半徑r×角速度ω ; 而 力F×半徑r=扭矩得出:功率P=扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能從扭矩和轉速中算出來角速度的單位是弧度/秒,在弧度制中一個派代表180度、“扭矩”和“功率”是表征發動機動力性能的重要指標。

    發動機通過飛輪對外輸出的扭矩稱為有效扭矩,用Te表示,單位為N·m。有效扭矩與外界施加于發動機曲軸上的阻力矩相平衡。發動機通過飛輪對外輸出的功率稱為有效率,用Pe表示,單位為kW。它等于有效轉矩與曲軸角速度的乘積。

    發動機的有效功率可以用臺架試驗方法測定,即用測功器測定有效轉矩和曲軸角速度,然后運用以下的公式便可計算出發動機的有效功率。

    Pe=Te·(2∏·n/60)/1000=Te·n/9550(kW)

    其中:Te——有效轉矩,N·m n——發動機轉速,r/min

    有效扭矩的最大值稱為最大轉矩,有效功率的最大值稱為最大功率


扭矩的單位與換算:

    螺釘的緊固扭矩迄今為止經常使用kgf.cm單位,國際單位則使用N.m。兩者之間的關系如下。
1N.m=10.1972kgf.cm≒10.2kgf.cm   1kgf.cm=0.0980665N.m≒0.098N.m
  國際單位制 公制單位制 英制單位制
  mN.m Cn.m(N.cm) N.M gf.cm kgf.cm kgf.m ozf.in lbf.in lbf.ft
1mN.m= 1 0.1 0.001 10.2 0.0102 0.000102 0.142 0.00885 0.000738
1cN.m= 10 1 0.01 102 0.102 0.00102 1.42 0.0885 0.00738
1N.m= 1000 100 1 10200 10.2 0.102 142 8.85 0.738
1gf.cm= 0.0981 0.00981 0.0000981 1 0.001 0.00001 0.0139 0.000868 0.0000723
1kgf.cm= 98.1 9.81 0.0981 1000 1 0.01 13.9 0.868 0.0723
1kgf.m= 9810 981 9.81 100000 100 1 1390 86.8 7.23
1ozf.in= 7.06 0.706 0.00706 72 0.072 0.00072 1 0.0625 0.00521
1lbf.in= 113 11.3 0.113 1150 1.15 0.0115 16 1 0.0833
1lbf.ft= 1360 136 1.36 13800 13.8 0.138 192 12 1


扭矩計算意義
  1、精確的扭矩輸出是控制器性能指標之一。
  2、直接扭矩控制系統在轉速環里面是利用扭矩反饋直接控制電機的電磁扭矩,扭矩反饋信號的計算模型是該模型的核心問題。


 

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