力矩、轉矩、扭矩這三個名詞你能分清區別在哪裡嗎?

2021-01-16 特種作業考試題庫


      變頻器控制領域經常會接觸到這兩個名詞:轉矩控制和速度控制。今天小編給大家科普一下什麼是轉矩。

力矩,轉矩,扭矩有什麼區別

      力矩在物理學裡是指作用力使物體繞著轉動軸或支點轉動的趨向。

        力矩:力對物體產生轉動作用的物理量。可以分為力對軸的矩和力對點的矩。

         轉動力矩又稱為轉矩或扭矩。

                                     M=LxF

       其中L是從轉動軸到著力點的距離矢量, F是矢量力;力矩也是矢量。力矩的單位是牛頓-米。

        力矩表示力對物體作用時所產生的轉動效應的物理量。力和力臂的乘積為力矩。力矩是矢量。力對某一點的力矩的大小為該點到力的作用線所引垂線的長度(即力臂)乘以力的大小,其方向則垂直於垂線和力所構成的平面用右手螺旋法則來確定。力對某一軸線力矩的大小,等於力對軸上任一點的力矩在軸線上的投影。國際單位制中,力矩的單位是牛頓·米。常用的單位還有千克力·米等。力矩能使物體獲得角加速度,並可使物體的動量矩發生改變,對同一物體來說力矩愈大,轉動狀態就愈容易改變。 



        力矩(torque):力(F)和力臂(L)的乘積(M)。即:M=F·L。力矩是描述物體轉動效果的物理量,物體轉動狀態發生變化。才肯定受力矩的作用。

  當物體繞固定軸轉動時,力矩只有兩種可能的方向,所以可用正負號來表示。一般規定:使物體沿逆時針方向轉動的力矩為正;使物體沿順時針方向轉動的力矩為負。因此作用於有固定軸的轉動物體上的幾個力矩的合力矩就等於它們的代數和。這個代數和將決定物體是處於平衡狀態,還是非平衡狀態。

  在國際單位制中,力矩的單位是牛頓·米(newton-metre),注意不能寫成焦耳。焦耳是能量單位,力矩和能量是兩個不同的概念。

  在計算力矩問題時,要注意力臂是在垂直轉動軸的平面內,從轉動軸到力的作用線的垂直距離。
力矩是力產生的一種效應。當作用於物體的力的方向線,不通過物體的重心時,對於此物體,就叫受到了偏心力,偏心力的效應是使此物體產生轉動及沿力方向移動,產生的轉動就叫此力對物體有力矩作用,其值等於力乘上力與物體重心之間的距離。工程單位為KN·m。以上是力矩的實物現象。把這個現象抽象化,引用於工程結構的計算中,就可以將荷載對於結構上某點取力矩,其值等於荷載中心乘該點到荷載方向線的垂直距離。


  力矩有什麼用

  力矩的量綱是距離×力;與能量的量綱相同。但是力矩通常用牛頓-米,而不是用焦耳作為單位。力矩的單位由力和力臂的單位決定。

  在物理學裡,力矩是一個向量,可以被想像為一個旋轉力或角力,導致出旋轉運動的改變。

  力對物體產生轉動作用的物理量。可分為力對軸的矩和力對點的矩。力對軸的矩是力對物體產生繞某一軸轉動作用的物理量。

  它是代數量,其大小等於力在垂直於該軸的平面上的分力同此分力作用線到該軸垂直距離的乘積;其正負號用以區別力矩的不同轉向,按右手螺旋定則確定:以右手四指沿分力方向(X軸/Y軸),且掌心面向轉軸(X軸/Y軸)而握拳,大拇指方向(Z軸)與該軸正向一致時取正號,反之則取負號。力對點的矩是力對物體產生繞某一點轉動作用的物理量。它是矢量,等於力作用點位置矢r和力矢F的矢量積。

  物體在F作用下 ,繞垂直於r與F組成的平面並通過O點的軸轉動 。轉動作用的大小和轉軸的方向取決於F對O點的矩矢M,M=r×F ;M的大小為rFsina ,方向由右手定則確定 。力矩M 在過矩心O的直角坐標軸上的投影為 Mx 、My 、Mz 。可以證明 Mx 、My 、Mz 就是F對x ,y,z軸的矩。力矩的量綱為L2MT -2,其國際制單位為N·m.


力矩與轉矩的區別:

       二者所涵蓋的範圍不同,力矩的範圍更寬泛,一切力乘以力臂的結果都可以稱之為力矩。

       轉矩一般指旋轉的物體所受到的力矩。舉例來說,車輪旋轉時,地面摩擦力與車輪半徑的乘積一般稱之為轉矩,但是也是力矩的一種。而用瓶起子開啤酒瓶一般稱之為力矩,而不能說是轉矩。

轉矩與扭矩的區別:

       使機器元件轉動(包括有轉動傾向)的力偶或力矩叫轉動力矩,簡稱轉矩。任何元件在轉矩的作用下,必定產生某種程度的扭轉變形(可能包括彈性變形和塑性變形)。因此,習慣上又常把轉動力矩叫扭轉力矩,簡稱扭矩。二者可以在任何場合領域混用,但扭矩在工程技術上用的更普遍些。

        力矩、轉矩和扭矩在電機中其實是一樣的。在電機中都是指電機中轉子繞組產生的可以用來帶動機械負載的驅動「矩」。

總結一下:力矩包括轉矩和扭矩!轉矩是力矩的一種特殊形式。


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