正確選型電機需要滿足 3 個標準：轉矩、負載慣量和速度。對于本電機選型基礎系列的第一部分，我將解釋什么是負載轉矩，如何針對特定應用示例計算負載轉矩，以及它如何滿足應用的轉矩要求。

什么是扭矩?

扭矩定義為距旋轉軸一定距離的旋轉力。它以英制單位 lb-in(磅英寸)或公制單位 Nm(牛頓米)等單位進行測量。扭矩與電機的馬力同樣重要，甚至更重要。馬力是工作完成的速度，計算方法是扭矩乘以速度。換句話說，扭矩是做功的能力，功率是做功的速度。

什么是負載扭矩?

扭矩有兩個主要組成部分：負載扭矩和加速扭矩。 負載扭矩是應用程序不斷需要的扭矩量，??包括摩擦載荷和重力載荷。 加速扭矩是負載達到最大加速和減速速率所需的扭矩。負載需要加速的越快，加速力矩就越大。有時負載轉矩較高;有時加速扭矩可能更高。計算兩者都很重要;特別是對于快速運動配置文件。

在上圖中，我們顯示了幾個箭頭，它們描繪了在此應用程序中相互作用的力的方向。你認為哪個是負載轉矩?答案是兩者兼而有之。

負載轉矩是摩擦負載和重力負載的總和。重力由重量或質量 x 重力加速度 ( g ) 決定。摩擦力的作用方向與輸送機運動方向相反，計算方法是將負載質量乘以兩個表面的摩擦系數：m x μ。

負載扭矩的計算對于不同的應用是不同的。讓我們看一些常見的例子，看看負載扭矩是如何計算的。

示例：滑輪驅動

對于皮帶輪驅動應用，負載扭矩計算非常簡單。我們需要在離電機軸一定距離的地方產生一個力(扭矩的定義)。這可以通過將力 ( F ) 乘以旋轉半徑 ( r )來計算。為了移動負載(藍色框)，電機必須產生比該值更大的扭矩。

要計算負載扭矩， 請將力 ( F ) 乘以距旋轉軸的距離，即滑輪的半徑 ( r )。如果負載(藍色框)的質量為 20 牛頓，滑輪半徑為 5 厘米，則應用所需的扭矩為 20 N x 0.05 m = 1 Nm。 通常，會使用一個安全系數，以便電機產生比適應計算所用變量的任何不準確性所需的扭矩更多的扭矩。

以下是使用所有變量計算皮帶輪驅動負載扭矩的公式：

上述公式適用于有或沒有摩擦負載的應用。如果您從系統中移除摩擦(滑動表面的摩擦系數μ = 0;外力FA = 0;傳動比i = 1)，您基本上會得到相同的力 ( F ) x 半徑 ( r ) 基本公式。

現在讓我們嘗試將這個概念應用到另一個處理摩擦的應用程序中。

示例：傳送帶

在負載由表面支撐的輸送機應用中，摩擦力是恒定的并且與負載的質量成正比。接觸表面的滑動程度或摩擦系數 ( μ)是確定摩擦力 ( F ) 所必需的。

以下公式用于計算皮帶傳動(輸送機)以及齒輪齒條傳動的負載扭矩。

對于此類應用，我們需要先計算力 ( F )，然后才能計算負載扭矩 ( TL )。這需要我們確定變量外力 ( FA )、質量 ( m ) 和傾角 ( Θ )。一旦我們有了F值，就可以將其代入負載扭矩 ( TL ) 公式。

示例：旋轉索引表

旋轉分度臺的負載扭矩計算使用與皮帶傳動相同的公式，但需要略有不同的思維過程來確定必要的變量。在這種情況下，摩擦發生在滾珠(支撐軸承)和工作臺接觸的點，因此半徑 ( r ) 將是從電機軸中心到工作臺及其支撐軸承之間的接觸點的距離。質量 ( m ) 將是工作臺的質量加上負載。摩擦系數 ( μ)通常可在軸承規格中找到。

提示：電機選型提示

1. 注意不要在同一個公式中混用英制單位和公制單位。

2.如果需要換算單位，請確保換算正確;特別是小數點。*

3. 使用足夠的安全系數。您寧愿選大尺寸也不愿選小電機。

4. 有另一雙新的眼睛來仔細檢查你的計算是有幫助的。

*使用一個 。< >單位轉換計算器

然而，負載扭矩只是應用所需總扭矩的兩個組成部分之一。為了選擇合適的電機尺寸，我們仍然需要計算加速扭矩、負載慣量和速度。

在接下來的幾篇文章中，我將介紹負載慣量、加速轉矩、速度和軸向/徑向負載的計算。舒服點就好了

審核編輯：湯梓紅