驱动扭矩如何计算？

rabitzh

这个问题比较简单但又有点复杂。

简单就是说选择多大的输出力矩，关键是看启动力矩需要多大，中间运行过程中需要多大的扭矩就可以了。

启动力矩=启动惯性力矩+摩擦阻力矩
运行力矩 近似=摩擦力矩

其它的更深层次的东西则需要控制和电机特性相关的，每种电机的特点都不太一样。

淬火之铁

顶到伏枥老师看到为止!

害怕伏枥

看到楼主和wangzen 的跟帖，却被那个有2000元赏格的帖子吸引过去了。见钱眼开，没办法啊。
在本帖的回复中，4楼w9049237社友的叙述：“從靜止到速度完成共有兩個轉矩需要計算,
一個是磨擦轉矩......
一是暫態轉矩......
(暫態轉矩  +  穩態轉矩) 須小於電動機最大啟動轉矩，
穩態轉矩須小於電動機連續轉矩”。
w9049237是一个台湾社友，用的名词大家恐怕有些不习惯，好在rabitzh 社友在31楼也说了一次：
“启动力矩=启动惯性力矩+摩擦阻力矩
运行力矩 近似=摩擦力矩”。
那么我们就按他们的要求，来计算一下。

害怕伏枥

4楼对磨擦轉矩（31楼的摩擦阻力矩）的计算给出了公式：等于“施力(F) * 工作半徑(R)*磨擦系數”。
这个公式不错，于是楼主在7楼进行计算了：“所需扭矩=200*10*（1.3/2)=1300N”。
这里，200我们知道是轮盘重量；10是由于重量单位为kg ，而一公斤力等于9.8N，近似为10；（1.3/2）是工作半径。那么，代入4楼所给公式，仅仅对应了前两项（F）和（R），没有见到第3项“磨擦系數”。
所以我说楼主“错了！没有一点对。”
这个摩擦系数应该是多少呢？
从首楼给出的图片可以判断楼主是用两个深沟球轴承或角接触轴承来支承轮盘的，所有的设计手册上都很容易查到这两种轴承的摩擦系数。
查到两种轴承径向和轴向的摩擦系数分别为0.002、0.003和0.004、0.005。
按最高的计算吧。那么，在楼主的计算式里添进这一项，就得到了该装置的摩擦力矩为1300*0.005=6.5（Nm）。
这个数值不对，因为从图片上明白看到轮盘是支承在中央轴承套里的轴承上而并非支承在轮盘外缘。就算转轴直径60，轴承用的312，轴承钢珠着力半径也不会大于60毫米吧，因此上面的工作半径就不是0.65米而应该缩小10倍。按此修正，该装置的摩擦力矩就变成了0.65（Nm）。

害怕伏枥

31楼说了“运行力矩 近似=摩擦力矩”，而5楼给出了计算功率的公式“设备的转速n，扭矩T已知，要求功率P，由式P=Tn/9550，便可求出”。这里“P（千瓦），T（Nm），n（转/分）”
由首楼知道装置的转速为每分钟2转，那么我们有P=0.65*2/9550=0.00014（千瓦）=0.14瓦。
似乎有点不可思议。
确实，计算非常理想。实际制造中工作会有偏载，装配也会有误差，这些都会使轴承不能在理想状况下工作，摩擦系数会加大。还有为了保证精度，给轴承足够的预紧力等等，设计师应该考虑这些问题，譬如加粗转轴，使用大直径的推力轴承，从而改变摩擦系数和工作半径，也让计算得到不同的结果。
并且楼主设计和制造这样一个轮盘，不会就是这样转动转动而已吧，应该用来完成一些任务，完成这些任务恐怕也要一些功率。再一个空气阻力也没算。
当然，应该把它们都加进去。还有其它未计入情况，可以用效率系数进行调节。
但不管怎样，维持这个装置按设定参数运转，所需功率是极其微小的。

害怕伏枥

下面应该计算“启动惯性力矩”了。
这个计算，4楼w9049237社友也给了一个公式。不过我们可以只用物理学的基本公式来计算它。

害怕伏枥

论坛上不乏请求计算扭矩的帖子，有点奇怪，怎么一旋转就头晕呢？

无能

因为旋转会让人看不清其中的线性关系。
sheldon说：“工程学不过是物理学发育迟缓的小弟而已。”干机械工程的，对万事万物须用“宇宙三大定理”来观察，即“能量转化定理”、“动量定理”、“角动量定理”，后两者是前者的推导。
看转动刚体，必须看到其第一属性“转动惯量”J，此量的计算需要微积分，而微积分的极限概念又十分难学，所以症结在此。
一旦计算出J，则可以按照“角动量定理”列出方程，计算一切你所需要的量。

均质圆盘的转动惯量是m*(0.7R)^2，对你这个而言是近似值。然后根据电机的“启动转矩”T和你要达到的“角速度”ω来计算“启动时间”t：
Tt=Jω
到达稳态时经历的圈数m：
Tθ=0.5Jω^2
m=θ/6.3

淬火之铁

谢伏枥老师的讲解很清楚,谢各位的解答!

害怕伏枥

36楼五更鸡社友简述了计算启动旋转体的方法。有关这方面的知识，对于机械设计者来说，应当务必掌握。这是最基本的东西，自然无需多唠叨。
不过用在楼主这个实例上，还是稍为有点困难。还是“转动惯量”J的确定问题。36楼给出的是“均质圆盘的转动惯量是m*(0.7R)^2”，而首楼的图片却是个有轮辐的轮盘。
因此还是想个变通办法，从线速度入手。
首先，假定轮盘的质量全部集中在轮盘的外缘。
然后由轮盘的转速2转/分得到轮盘每秒钟的旋转速度为12°，以轮盘直径1.3米计算，其线速度为1.3*3.14*12/360=0.136（米/秒）。
速度与加速度的关系公式Vt = V0 + a t 。
此处轮盘由静止状态启动，V0=0，时间t，按4楼给的数值，即启动后1秒钟达到运行速度，则为1，那么就有0.136（米/秒）=0+a*1，可得a=0.136（米/秒平方）。
有牛顿第二定律F=ma。
这里m=200kg，a为0.136（米/秒平方），故F=200*0.136=27.2（N）。
那么启动力矩为27.2*0.65=17.7（Nm）