转矩

学科 | 自然科学 | 物理学 | 机械传动轴的基本载荷形式

机械元件 在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形,故转矩有时又称为扭矩(Torsional moment)。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式,与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系,转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。

原理

使机械元件转动的力矩称为转动力矩,简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形,故转矩有时又称为扭矩。此外,转矩与功率的关系 $$$$formula$$$$ 或 $$$$formula$$$$ ( $$$$formula$$$$ 为 角速度 ,单位为rad/s)。

电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或 力偶臂 的乘积,在国际单位制(SI)中,转矩的计量单位为牛顿・米(N・m),工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位。电机轴端输出转矩等于转子输出的 机械功率 除以转子的机械角速度。 直流电动机 堵转转矩计算公式 $$$$formula$$$$ 。

公式

三相异步电动机 的转矩公式:

SR2

$$$$formula$$$$ 公式 [2 ]

$$$$formula$$$$

C:为常数同电机本身的特性有关; U1 :输入电压;

R2 :转子电阻; X20 :转子漏 感抗 ; S: 转差率

可以知道 $$$$formula$$$$ 转矩与电源电压的平方成正比,设正常输入电压时负载转矩为M2 ,电压下降使电磁转矩M下降很多;由于M2不变,所以M小于M2平衡关系受到破坏,导致电动机转速的下降,转差率S上升;它又引起转子电压平衡方程式的变化,使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加(由 变压器 关系可以知道);同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升,直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的 稳定值

类型

转矩可分为静态转矩和动态转矩。

静态转矩是指不随时间变化或变化很小、很缓慢的转矩,包括静止转矩、恒定转矩、缓变转矩和微脉动转矩。

静止转矩的值为常数,传动轴不旋转;

恒定转矩的值为常数,但传动轴以匀速旋转,如电机稳定工作时的转矩;

缓变转矩的值随时间缓慢变化,但在短时间内可认为转矩值是不变的;

微脉动转矩的瞬时值有幅度不大的脉动变化。

动态转矩是指随时间变化很大的转矩,包括振动转矩、过渡转矩和随机转矩三种。振动转矩的值是周期性波动的;过渡转矩是机械从一种工况转换到另一种工况时的转矩变化过程;随机转矩是一种不确定的、变化无规律的转矩。

根据转矩的不同情况,可以采取不同的转矩测量方法。

转矩单位

N ·m

中文名
转矩
外文名
torque
别名
扭矩
拼音
zhuàn jǔ
与功率的关系