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扭矩是指物理學(xué)中使物體繞過旋轉(zhuǎn)軸或支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的傾向。力矩、力對物體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用的物理量可分為力對軸的力矩和力對點(diǎn)的力矩。轉(zhuǎn)動力矩又稱轉(zhuǎn)矩或扭矩。
其中,L是從旋轉(zhuǎn)軸到著力點(diǎn)的距離矢量,F(xiàn)是矢量力。力矩也是矢量,單位是牛頓-米。
力矩的概念在我們的日常生活中隨處可見,從小時候玩過的蹺蹺板,到阿基米德的名人名言——“給我一個支點(diǎn),我能撬動整個地球”,這些都體現(xiàn)了扭矩的含義。同樣,汽車上的扭矩?zé)o處不在,只是通過一系列傳動軸的旋轉(zhuǎn),這里的力矩被稱為扭矩。扭矩的大小直接影響動力輸出的工作效率、能源消耗、運(yùn)轉(zhuǎn)壽命、安全性能等。
轉(zhuǎn)矩與力矩的區(qū)別:兩者覆蓋的范圍不同,力矩的范圍更廣,所有力矩乘以力的結(jié)果都可以稱為力矩,但轉(zhuǎn)矩一般指旋轉(zhuǎn)物體受到的力矩。例如,當(dāng)輪子旋轉(zhuǎn)時,地面摩擦力和輪子半徑的乘積通常被稱為轉(zhuǎn)矩,但這其實(shí)也是扭矩的一種。用瓶子打開啤酒瓶一般被稱為力矩,不能說是轉(zhuǎn)矩。
轉(zhuǎn)矩與扭矩的區(qū)別:使機(jī)械部件旋轉(zhuǎn)(包括旋轉(zhuǎn)傾向)的力偶或力矩稱為轉(zhuǎn)動力矩,簡稱轉(zhuǎn)矩。任何部件在轉(zhuǎn)矩的作用下,一定會發(fā)生一定程度的扭轉(zhuǎn)變形(可能包括彈性變形和塑性變形)。因此,習(xí)慣上常把轉(zhuǎn)動力矩稱為扭轉(zhuǎn)力矩,簡稱扭矩。兩者可以在任何領(lǐng)域混用,但扭矩在工程技術(shù)上的應(yīng)用更為普遍。
力矩、轉(zhuǎn)矩和扭矩在電機(jī)中其實(shí)是一樣的。一般在同一篇文章或同一本書,上述三個名詞只采用一個,很少見到同時采用兩個或以上的。雖然這三個詞運(yùn)用的場合有所區(qū)別,但在電機(jī)中都是指電機(jī)中轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的可以用來帶動機(jī)械負(fù)載的驅(qū)動“矩”。所謂“矩”是指作用力和支點(diǎn)與力作用方向相垂直的距離的乘積。對于杠桿,作用力和支點(diǎn)與力作用方向相垂直的距離的乘積就稱為力矩。對于轉(zhuǎn)動的物體,若將轉(zhuǎn)軸中心看成支點(diǎn),在轉(zhuǎn)動的物體圓周上的作用力和轉(zhuǎn)軸中心與作用力方向垂直的距離的乘積就稱為轉(zhuǎn)矩。當(dāng)圓柱形物體,受力而未轉(zhuǎn)動,該物體受力后只存在因扭力而發(fā)生的彈性變形,此時的轉(zhuǎn)矩就稱為扭矩。因此,在運(yùn)行的電機(jī)中嚴(yán)格說來只能稱為“轉(zhuǎn)矩”。采用“力矩”或“扭矩”都不太合適。不過習(xí)慣上這三種名稱使用的歷史都較長至少也有六七十年了,因此也沒有人刻意去更正它。至于力矩、轉(zhuǎn)矩和扭矩的單位一般有兩種,就是千克·米(kg·m)和牛頓·米(N·m)兩種,克·米(g·m)只是千克·米(kg·m)千分之一。“1kg力=9.8N”。1千克·米(kg·m)=9.8牛頓·米(N·m)。
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