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数模a中的扭矩公式定义

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电梯直达

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发表于 2009-9-12 22:26 |只看该作者 |倒序浏览

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扭矩

　　扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积，国际单位是牛米Nm，此外我们还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位，由于G=mg，当g=9.8的时候，1kg的重量为9.8N，所以1kgm＝9.8Nm，而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位，1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m，可以算出1lb-ft＝0.13826kgm。在人们日常表达里，扭矩常常被称为扭力（在物理学中这是2个不同的概念）。现在我们举个例子：8代Civic 1.8的扭矩为173.5Nm@4300rpm，表示引擎在4300转/分时的输出扭矩为173.5Nm，那173.5N的力量怎么能使1吨多的汽车跑起来呢？其实引擎发出的扭矩要经过放大（代价就是同时将转速降低）这就要靠变速箱、终传和轮胎了。引擎释放出的扭力先经过变速箱作“可调”的扭矩放大（或在超比挡时缩小）再传到终传（尾牙）里作进一步的放大（同时转速进一步降低），最后通过轮胎将驱动力释放出来。如某车的1挡齿比（齿轮的齿数比，本质就是齿轮的半径比）是3，尾牙为4，轮胎半径为0.3米，原扭矩是200Nm的话，最后在轮轴的扭力就变成200×3×4＝2400Nm（设传动效率为100%）在除以轮胎半径0.3米后，轮胎与地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m＝8000N的驱动力，这就足以驱动汽车了。

　　若论及机械效率，每经过一个齿轮传输，都会产生一次动力损耗，手动变速箱的机械效率约在95%左右，自排变速箱较惨，约剩88%左右，而传动轴的万向节效率约为98%。整体而言，汽车的驱动力可由下列公式计算：

　　补充一点：为什么引擎的功率能由扭矩计算出来呢？

　　我们知道，功率P＝功W÷时间t 功W＝力F×距离s 所以，P＝F×s/t＝F×速度v

　　这里的v是线速度，而在引擎里，曲轴的线速度＝曲轴的角速度ω×曲轴半径r，代入上式得：功率P＝力F×半径r×角速度ω ；
而
力F×半径r＝扭矩

　　得出：功率P＝扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出来

　　角速度的单位是弧度/秒，在弧度制中一个派代表180度

　　扭矩的计算方法

扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数

功率=力*速度P=F*V---公式1 转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R) ------推出F=T/R---公式2 线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒)
=2πR*每分转速(n分)/60
=πR*n分/30---公式3 将公式2、3代入公式1得：P=F*V=T/R*πR*n分/30 =π/30*T*n分 -----P=功率单位W，
T=转矩单位Nm，
n分=每分钟转速单位转/分钟如果将P的单位换成KW，那么就是如下公式：P*1000=π/30*T*n30000/π*P=T*n30000/3.1415926*P=T*n9549.297*P=T*n 这就是功率和转矩*转速之间9550的系数的关系。。。

转矩和转速的乘积的k倍等于功率，也就是说，功率一定的时候，转速与转矩成反比关系！！

扭矩是使物体发生转动的力．发动机的扭矩就是指发动机从曲轴输出的力矩．在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力．在某些场合能真正反映出汽车的”本色”．例如启动时或在或在山区行驶时，扭矩越高汽车运行的反应便越好．以同类型发动机轿车做比较，扭矩输出越大承载量越大，加速性能越好，爬坡能力越强，换挡次数越少，对汽车的磨损也会相对的减少．尤其在轿车零速启动时，更显示出扭矩高者提升速度快的优越性．当然225/4800 Nm/rpm 好一些！

http://zhidao.baidu.com/question/39783524.html?si=1

问：车辆的转速和扭矩有什么关系？
答：扭矩是发动机性能的一个重要参数，是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩，俗称为发动机的“转劲”。扭矩越大，发动机输出的“劲”越大，曲轴转速的变化也越快，汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。扭矩随发动机转速的变化而不同，转速太高或太低，扭矩都不是最大，只在某个转速时或某个转速区间内才有最大扭矩，这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。扭矩的单位是牛顿·米（N·m）或公斤·米（Kg·m）。
发动机的最大扭矩与发动机的进气系统、供油系统和点火系统的设计有关，在某一转速下，这些系统的性能匹配达到最佳，就可以达到最大扭矩。另外，发动机的功率、扭矩和转速是相关联的，具体关系为：功率=K×扭矩×转速，其中K是转换系数。选择发动机时也要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如，北京冬夏都有必要开空调，在选择发动机功率时就要考虑到不能太小；只是在城市环路上下班交通用车，就没有必要挑过大马力的发动机。

详细内容：扭矩是什么意思？发动机转速与扭矩有什么关系？
答案：扭矩：扭矩是使物体发生转动的力。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。

亦称“惯性矩”。符号为J,(I);物体对一个轴的转动惯量,是它的各质量元与它们到该轴的距离的二次方之积的总和(积分)。力学的量。SI单位:kg·m2(千克二次方米)。此量不同于截面二次轴矩(惯性矩)和截面二次极矩(极惯性矩)。

一. 飞轮-Flywheel

　　1.材质：一般使用铸铁
：HT200 HT250 ；球铁：QT450-10、QT600-3、QT500-7 等，国外也有用45号钢制作的飞轮。

　　2.飞轮，是发动机装在曲轴后端的较大的圆盘状零件，它具有较大的转动惯量，具有以下功能：

　　①将发动机作功行程的部分能量储存起来，以克服其他行程的阻力，使曲轴均匀旋转。

　　②通过安装在飞轮上的离合器，把发动机和汽车传动系统连接起来。

　　③装有与起动机接合的齿圈，便于发动机起动。

　　3.驱动盘，也是飞轮的一种，材质用45号钢冲压成型，在压制齿圈。（如图1）

　　二. 飞轮总成 - Flywheel assembly

　　①一般由飞轮、齿圈、离合器定位销、轴承等组成，部分产品轴承用花键代替。飞轮，是发动机装在曲轴后端的较大的圆盘状零件，它具有较大的转动惯量，具有以下功能：

　　①将发动机作功行程的部分能量储存起来，以克服其他行程的阻力，使曲轴均匀旋转。

　　②通过安装在飞轮上的离合器，把发动机和汽车传动系统连接起来。

　　③装有与起动机接合的齿圈，便于发动机起动。

3.驱动盘，也是飞轮的一种，材质用45号钢冲压成型，在压制齿圈。（如图1）

等效的转动惯量相当于指定车轮在制动时承受载荷所具有的能量，车轮可看作圆柱体。圆柱体的转动惯量其实就可以看作是一个圆盘的转动惯量

在距离盘心r处取一宽为dr的圆环，它的质量dm=m/(pi*r^2)* 2pi*rdr

然后代入 J=∫r^2dm 从0到r积分，得到J=1/2mr^2。
问题一中给出车轮半径以及载重，代人得：

J=1/2mr^2=0.5*0.286*0.286*6230/9.8=25.994 kg.m^2

电动机

电动机（Motors）是把电能转换成机械能的设备，它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成，分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。

扭矩在物理学中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘积

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