电机及减速机扭矩与功率计算公式

电机及减速机扭矩与功率关系1.电机功率,转矩,转速的关系：

由物理学定律：

功=力*距离J=F*S ；

再由功率=功/时间=力*距离/时间=力*速度得到：

P=J/T=F*S/t=F*V ---公式（1）

转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R) T=F*R

推出F=T/R ---公式（2）

线速度(V)=ω*R=2πR*每秒转速(n转/秒)

=2πR*每分转速(n转/分)/60

=πR*n（转/分）/30 ---公式(3)

将公式2、3代入公式1得:

P=F*V=T/R*πR*n(转/分)/30 =π/30*T*n(转/分)

此处：

P=功率单位W, T=转矩单位N.m, 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*n

30000/π*P=T*n

30000/3.1415926*P=T*n

T=9549.29≈9550P/n

此处:

P 功率单位为k W

T 转矩单位N.m

n每分钟转速单位转/分钟

2．转矩

2.1转矩相关术语

转矩定义

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(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。

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。

以下几种常见转矩术语：

（1）静止转矩的值为常数，传动轴不旋转;

（2）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;

（3）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;

（4）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。（1）振动转矩的值是周期性波动的;

（2）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;

（3）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。

2.2电机转矩

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。

[1] 电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。

转矩与功率的关系T=9500P/n或T=P/Ω(Ω为角速度，单位为rad/s)。

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TK=9.55KeIK 。[2]

2.3电机与减速机扭矩关系

计算公式

1、减速器速比

速比=减速器输入转数÷减速机输出转数("速比"也称"传动比")

2、知道电机功率和速比及使用系数，求减速机扭矩如下公式：

减速机扭矩T=9550×电机功率p÷电机功率输入转数n1×速比i×使用系数u

3、知道扭矩和减速机输出转数及使用系数，求减速机所需配电机功率如下公式：

电机功率=减速器扭矩T÷9550×电机功率输入转数n1÷速比i÷使用系数u

3 电机及减速器应用

3.1减速机使用系数u ，使用系数对电机的关联因素。

3.2、伺服电机扭矩

计算公式:

T=F*R*减速比。

注：需要注意的是：若通过减速机计算扭矩时，要考虑齿轮传动效率损失的因素。例子：带动100kg的物体，R=50mm，减速比为：1：50，求伺服电机的扭矩?答案：100x9.8(重力加速度)x0.05x0.02=1.98N.M