3-2. 负载转矩的计算

根据驱动机构的条件，计算出负载转矩。
负载转矩是指驱动机构的接触部分产生的摩擦阻力所需的转矩。
负载转矩的值将在3-3. 电动机所需转矩的计算中使用。

计算负载转矩（TL）的方法

皮带驱动的计算公式

$$\bbox[5pt, border: 1px solid black]{ \large{\text{ 负载转矩 }T_L=\frac{F}{2 \pi \cdot \eta} \times \frac{\pi \cdot D}{i}=\frac{F \cdot D}{2 \cdot \eta \cdot i}[\mathrm{~N} \cdot \mathrm{m}]} }$$
  • ※ 其他驱动方式下的负载转矩计算公式，请参考技术资料。

计算负载转矩需要计算运行方向负载（F）。
如果存在倾斜角α，请考虑皮带和工作物的总质量（m）和重力加速度（g）。

$$\bbox[8pt, border: 1px solid black]{ \large{\text { 运行方向负载 }F=F_A+m g(\sin \alpha+\mu \cos \alpha)[N]}}$$

即使有倾斜，我们也可以使用三角函数进行计算。
如果倾斜角为水平或垂直，请将下表中的值代入并计算。

水平驱动（α = 0°） sinα = 0 垂直驱动（α = 90°） sinα = 1
cosα = 1 cosα = 0
存在倾斜的情况
  • F
    运行方向负载 [N]
    FA
    外力 [N]
    µ
    摩擦面的摩擦系数
    η
    效率
  • m
    皮带和工作物的总质量 [kg]
    α
    倾斜角度 [°]
    i
    外部减速比（如果没有外部减速，i = 1）
    D
    叶轮的直径 [m]
    g
    重力加速度 [m/s2] （= 9.807 [m/s2]）
  • ※ 摩擦系数因是否有导向而异。请参考以下值。
有导向 摩擦系数 ： 0.05 ～ 0.1 无导向 摩擦系数 ： 0.1 ～ 0.3
有导向 无导向

负载转矩的计算示例

步骤

① 求运行方向负载

② 求负载转矩

存在倾斜的情况

求运行方向负载（F）

根据机构条件，求出运行方向负载（F）。

\(\begin{align} \text{ 运行方向负载 }\boldsymbol{F} & =\boldsymbol{F_A}+\boldsymbol{m g}(\sin \alpha+\mu \cos \alpha)\\[ 6pt ] & =0+5.5[\mathrm{kg}] \times 9.807\left[\mathrm{m} / \mathrm{s}^2\right]\left(\sin 0^{\circ}+0.3 \cos 0^{\circ}\right) \\[ 6pt ] & =5.5[\mathrm{kg}] \times 9.807\left[\mathrm{m} / \mathrm{s}^2\right] \times 0.3 \\[ 6pt ] & =16.2[\mathrm{N}]\end{align}\)

机构条件

  • FA （外力） ： 0 [N]
  • m （皮带和工作物的总质量） ： 5.5 [kg]
  • g （重力加速度） ： 9.807 [m/s2]
  • α （倾斜角度） ： 0 [°]
  • µ （摩擦面的摩擦系数） ： 0.3

求负载转矩（TL）

根据机构条件和运行方向负载（F）的值，求出负载转矩（TL)。

\(\begin{align} \text { 负载转矩 } \boldsymbol{T}_{\boldsymbol{L}} & =\frac{\boldsymbol{F} \cdot \boldsymbol{D}}{2 \cdot \boldsymbol{\eta}} \\[ 6pt ] & =\frac{16.2[\mathrm{N}] \times 0.08[\mathrm{m}]}{2 \times 0.6} \\[ 6pt ] & =1.08[\mathrm{N} \cdot \mathrm{m}] \end{align}\)

机构条件

  • D（叶轮的直径） ： 0.08 [m]
  • η （效率） ： 0.6

根据这里求出的值，计算电动机所需转矩。