扭矩计算公式和单位

1、扭矩计算公式和单位时间：2021.02.04创作：欧阳育扭矩：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。扭矩和功率一样，是汽车发动机的主要指数之一，它 反映在汽车性能上，包括加速度、爬坡能力以及悬挂 等。它的准确定义是：活塞在汽缸里的往复运动，往复一 次做有一定的功，它的单位是牛顿。在每个单位距离所 做的功就是扭矩了。是这样的，扭矩是衡量一个汽车发 动机好坏的重要标准，一辆车扭矩的大小与发动机的功 率成正比。举个通俗的例子，比如，像人的身体在运动 时一样

2、，功率就像是身体的耐久度，而扭矩是身体的爆 发力。对于家用轿车而言，扭矩越大加速性越好；对于 越野车，扭矩越大其爬坡度越大；对于货车而言，扭矩 越大车拉的重量越大。在排量相同的情况下，扭矩越大 说明发动机越好。在开车的时候就会感觉车子随心所 欲，想加速就可加速，“贴背感”很好。现在评价一款车有 一个重要数据，就是该车在0 - 100公里/小时的加速时 间。而这个加速时间就取决于汽车发动机的扭矩。一般来讲，扭矩的最高指数在汽车2000 - 4000 /分的 转速下能够达到，就说明这款车的发动机工艺较好，力 量也好。有些汽车在5000/分的转速左右才达到该车扭 矩的最高指数，这说明“力量”就不是此

3、车所长。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. Ib-ft这样的扭矩单位，由于G二mg,当g二9.8的时候， lkg = 9.8N,所以1 kgm = 9.8Nm,而磅尺lbft则是英制 的扭矩单位，llb=0.4536kg;lft=0.3048m,可以算出 llb- ft = 0.13826kgmo在人们曰常表达里，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173.5Nm4300rpm,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

4、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200x3x4 = 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

5、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%O整体而言，汽车的驱动力可由下列公式计 算：扭矩x变速箱齿比x最终齿轮比x机械效率驱动力二轮胎半径（单位：米）小结:lkgm = 9.8Nm llb-ft = 0.13826kgm llb-ft =1.355Nm般来说，在排量一定的情况下，缸径小，行程长的汽 缸较注重扭矩的发挥，转速都不会太高，适用于需要大 载荷的车辆。而缸径大，行程短的汽缸较注重功率的输 出，转速通常较高，适用于快跑的车辆。简单来说：功率正比于扭矩x转速补充一点：为什么

6、引擎的功率能由扭矩计算出来呢？我们知道，功率P二功W十时间t功W二力Fx距离S所 以，P 二 Fxs/t 二 Fx速度 v这里的v是线速度，而在引擎里，曲轴的线速度二曲轴 的角速度3X曲轴半径，代入上式得：功率P二力Fx半 径X角速度3 ；而力Fx半径二扭矩得出：功率P二扭矩X角速度3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”和“功率”是表征发动机动力性能的重要指 标。发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为有效扭矩，用Te表示，单位为N m。有效扭矩与外界施加于发动 机曲轴上的阻力矩相平衡。发动机通过飞轮对外输出的 功率称为有效率，用Pe表

7、示，单位为kW。它等于有效 转矩与曲轴角速度的乘积。发动机的有效功率可以用台架试验方法测定，即用测功器测定有效转矩和曲轴角速度，然后运用以下的公式便可计算出发动机的有效功 率。 Pe 二 Te (2口 . n / 60) / 1000 二 Te . n/ 9550(kW) 其中：Te有效转矩，N m n发动 机转速，r/min 有效扭矩的最大值称为最大转矩，有 效功率的最大值称为最大功率。报刊上在介绍某一车 型时，其技术参数中的扭矩和功率通常就是最大扭矩和 最大功率。而发动机铭牌上标明的功率及相应转速则称 为额定功率和额定转速，额定功率一般要小于最大功 率，按照汽车发动机可靠性试验方法的规定，

8、汽车发动 机应能在额定工况下能连续运行301000h。关于扭矩和功率的含义，通俗一点讲，扭矩好比百米赛跑选 手在起跑点蹲撑，蓄势待发，准备冲向前那一刹那的冲 劲；而功率就是维持这股劲可以越跑越快，一直跑到终 点的能力。增大发动机的排量，就能提高Te和Pe。为 了增大发动机排量，可增加气缸数(如3缸变4缸)，或者 增加单位气缸的容积(如增大气缸内径)。匀速运行，非精确计算可以套用以下公式：Ta二(Fa*l) /(2*3.14*nl)式中Ta :驱动扭矩N.cm ；Fa：轴向负载N (Fa二F+umg, F ：丝杠的轴向切削力N, n ： 导向面摩擦系数，m :移动物体重量(工作台+工件)kg, g：9.8);欧阳育创编 2021.02.04欧阳育创编 2021.02.04I :丝杠导程mm；nl :进给丝杠的正效率。计算举例：假设工况：水平使用，伺服电机直接驱动，2005滚珠丝杠传 动，25滚珠直线导轨承重和导向，理想安装，垂直均匀负载 1000kg,求电机功率：Fa=F+|img,设切削力不考虑，二0.005,得 Fa二49N ；Ta= (Fa*l) / (2*3.14*nl),设 nl二0.94,得Ta 二 84N.cm 二 0.84N.M以台湾产某品牌伺服为例，查样本得知，额定扭矩大于，小 To 400W额定1.