Как найти передаваемый момент


Download Article


Download Article

You likely know that if you push or pull on an object (exert force), it will move a distance. The distance it moves depends on how heavy the object is and how much force you apply. However, if the object is fixed at some point (called the «rotational point» or «axis»), and you push or pull on the object at some distance from that point, the object will instead rotate around that axis. The magnitude of that rotation is torque (τ), expressed in newton-meters (N∙m). The most basic way to calculate torque is to multiply the Newtons of force exerted by the meters of distance from the axis. There’s also a rotational version of this formula for 3-dimensional objects that uses the moment of inertia and angular acceleration. Calculating torque is a physics concept requiring an understanding of algebra, geometry, and trigonometry.[1]

  1. Image titled Calculate Torque Step 1

    1

    Find the length of the moment arm. The distance from the axis or rotational point to the point where force is applied is called the moment arm. This distance is typically expressed in meters (m).[2]

    • Since torque is a rotational force, this distance is also a radius. For this reason, you’ll sometimes see it represented with an «r» in the basic torque equation.
  2. Image titled Calculate Torque Step 2

    2

    Work out the force being applied perpendicular to the moment arm. The force applied perpendicular to the moment arm produces the greatest torque. The simplest torque equation assumes the force is being applied perpendicular to the moment arm.[3]

    • In torque problems, you’ll typically be given the magnitude force. However, if you have to work it out yourself, you’ll need to know the mass of the object and the acceleration of the object in m/s2. According to Newton’s Second Law, force is equal to mass times acceleration ({displaystyle F=mtimes a}).

    Advertisement

  3. Image titled Calculate Torque Step 3

    3

    Multiply the force times the distance to find the torque. The basic formula for torque is {displaystyle tau =Ftimes r}, where torque is represented by the Greek letter tau (τ) and equals the force (F) times the distance (or radius, r). If you know the magnitude of the force (in Newtons) and the distance (in meters), you can solve for the torque, expressed in newton-meters (N∙m).[4]

    • For example, suppose you have a force perpendicular to your object exerting 20 Newtons of force on the object 10 meters from the axis. The magnitude of the torque is 200 N∙m: {displaystyle tau =20times 10=200}
  4. Image titled Calculate Torque Step 4

    4

    Show the direction of the force with positive or negative torque. You now know the magnitude of the torque, but you don’t know if it’s positive or negative. This depends on the direction of the rotation. If the object is rotating counterclockwise, the torque is positive. If the object is rotating clockwise, the torque is negative.[5]

    • For example, if the object is moving clockwise and the magnitude of the torque is 200 N∙m, you would express this as -200 N∙m of torque. No sign is necessary if the magnitude of the torque is positive.
    • The value given for the magnitude of the torque remains the same. If a negative sign appears before the value, it simply means that the object in question is rotating clockwise.
  5. Image titled Calculate Torque Step 5

    5

    Total individual torques around a given axis to find the net torque (Στ). It’s possible to have more than one force acting on an object at a different distance from the axis. If one force is pushing or pulling in the opposite direction of the other force, the object will rotate in the direction of the stronger torque. If the net torque is zero, you have a balanced system. If you’re given the net torque but not some other variable, such as the force, use basic algebraic principles to solve for the missing variable.[6]

  6. Advertisement

  1. Image titled Calculate Torque Step 6

    1

    Start with the distance of the radial vector. The radial vector is the line that extends from the axis or point of rotation. It could also be any object, such as a door or the minute-hand of a clock. The distance to measure for the purposes of calculating torque is the distance from the axis to the point where the force is applied to rotate the vector.[7]

    • For most physics problems, this distance is measured in meters.
    • In the torque equation, this distance is represented by «r» for radius or radial vector.
  2. Image titled Calculate Torque Step 7

    2

    Work out the amount of force being applied. In most torque problems, this value will also be given to you. The amount of force is measured in Newtons and will be applied in a particular direction. However, rather than being perpendicular to the radial vector, the force is applied at an angle, giving you a radial vector.[8]

    • If you’re not provided with the amount of force, you would multiply mass times acceleration to find the force, which means you would need to be given those values. You might also be given the torque and told to solve for the force.
    • In the torque equation, force is represented by «F.»
  3. Image titled Calculate Torque Step 8

    3

    Measure the angle made by the force vector and the radial vector. The angle you measure is the one to the right of the force vector. If the measurement isn’t provided for you, use a compass to measure the angle. If the force is being applied to the end of the radial vector, extend the radial vector out in a straight line to get your angle.[9]

    • In the torque equation, this angle is represented by the Greek letter theta, «θ.» You’ll typically see it referred to as «angle θ» or «angle theta.»
  4. Image titled Calculate Torque Step 9

    4

    Use your calculator to find the sine of the angle θ. In the torque equation, you multiply the distance of the radial vector and the amount of force with the sine of the angle you just measured. Put the angle measurement into your calculator, then press the «sin» button to get the sine of the angle.[10]

    • If you were determining the sine of the angle by hand, you would need the measurements for the opposite side and the hypotenuse side of a right triangle. Since most torque problems don’t involve making exact measurements, however, you shouldn’t have to worry about this.
  5. Image titled Calculate Torque Step 10

    5

    Multiply the distance, force, and sine to find the torque. The full formula for torque when you have angled force is {displaystyle tau =rtimes Ftimes sintheta }. The result is expressed in newton-meters (N∙m).[11]

    • For example, suppose you have a radial vector 10 meters long. You’re told that 20 Newtons of force is being applied to that radial vector at a 70° angle. You would find that the torque is 188 N∙m: {displaystyle tau =10times 20times sin70^{circ }=10times 20times 0.94=188}
  6. Advertisement

  1. Image titled Calculate Torque Step 11

    1

    Find the moment of inertia. The amount of torque required to move an object with angular acceleration depends on the distribution of the object’s mass, or its moment of inertia, expressed in kg∙m2. When the moment of inertia isn’t provided, you can also look it up online for common objects.[12]

  2. Image titled Calculate Torque Step 12

    2

    Determine the angular acceleration. If you’re trying to find torque, the angular acceleration will typically be given to you. This is the amount, in radians/s2, that the object’s velocity is changing as it rotates.[13]

    • Remember that the angular acceleration can be zero if the object is moving at a constant speed and is neither speeding up nor slowing down.
  3. Image titled Calculate Torque Step 13

    3

    Multiply the moment of inertia by the angular acceleration to find the torque. The full formula for torque using the moment of inertia and the angular acceleration is {displaystyle tau =mathrm {I} alpha }, where «τ» stands for torque, «I» stands for the moment of inertia, and «α» stands for the angular acceleration. If you’re trying to find torque, simply multiply the moment of inertia and the angular acceleration to get your result. As with other equations, if you’re trying to find one of the other values, you can re-order the equation using common algebraic principles.[14]

  4. Advertisement

Add New Question

  • Question

    What is the formula to find the torque from the weight?

    Tiagoroth

    Tiagoroth

    Community Answer

    Torque is measured in Newton meters and is calculated by N·m = (kg*m²)/s². Manipulating the formula to find mass, we get kg = (N·m*s²)/m².

Ask a Question

200 characters left

Include your email address to get a message when this question is answered.

Submit

Advertisement

Video

  • The equation for torque is very similar to the equation for work (the physical force required for an object to move). However, with work, the force is parallel to the distance, whereas, with torque, the force is perpendicular to the distance vector.[15]

Thanks for submitting a tip for review!

Advertisement

  • Calculating torque requires knowledge of advanced algebraic concepts, geometry, and trigonometry. If you’re not strong in these areas, you might want to refresh your knowledge before you attempt torque calculations.

Advertisement

References

About This Article

Article SummaryX

To calculate torque, start multiplying the mass of the object exerting force by the acceleration due to gravity, which is 9.81. When the force is clockwise, its torque is negative, and when it’s moving counterclockwise, it’s positive. If more than one force is present, add up all the torques to get the net torque of the combined forces. For tips on how to calculate torque using angular acceleration, read on!

Did this summary help you?

Thanks to all authors for creating a page that has been read 207,559 times.

Did this article help you?

Вычисление моментов, передаваемых на вал.

Вычисление моментов, передаваемых на вал.

Вычисление моментов, передаваемых на вал.

  • Расчет момента, передаваемого на вал. Чтобы рассчитать крутящий момент, необходимо знать крутящий момент, передаваемый каждым шкивом на вал. Эти моменты можно определить, если знать число

оборотов вала и мощность, передаваемую шкивом. Пусть (рис. 121) на мгновение L4 и пара сил действуют на шкив.

Эту пару можно представить состоящей из двух сил Р, приложенных к окружности
Людмила Фирмаль

шкива. Когда шкив поворачивает, производящ работу, величина определения давления кручения 189 Который блок равен к силе переданной шкивом в час. Вычислить работу пары м при вращении

шкива. Когда вы включаете его в углу, и каждая пара питания проходит путь/?а, радиус шкива; вся пара произведет работу А=2PRd = ТИА. Таким образом, работа пары сил при повороте на угол а равна

  • единице, умноженной на угол поворота (в радианах) в момент движения пары. Если вал совершает T оборотов за единицу времени, то работа момента равна A=M•2ppg. С другой стороны, работа в единицу времени составляет 1 г мощности, поэтому крутящий

момент может быть выражен известной мощностью и числом оборотов вала: (С-2) Если мощность задана в лошадиных силах W-n лошадиных сил, или i7=75M KG[s, RPM t-n rpm в минуту, или затем в секунду 75 * N * 60 2250-N л * п 2-й * n=716,2-КГМ. (I. Z) мощность также может быть указана в киловаттах W-K KZT.

Около 102KGM/s, тогда равный к ket1 как.. 102 * 60С л АГ М= — о — — — — * — КГМ=973,6-кг.

Людмила Фирмаль

2l NN(11.4) из этих формул значения моментов, передаваемых каждым шкивом в соответствии с n (или K) и n, определяются килограмм-метром, после чего вычисляется максимальный крутящий момент.

Смотрите также:

  • Решение задач по сопротивлению материалов

8.1 Расчет крутящего момента
на валу электродвигателя

Для
определения крутящего момента на валу
электродвигателя привода главного
движения используется номинальная
мощность и номинальная частота вращения:

где
– мощность электродвигателя, кВт:

–номинальная
частота вращения электродвигателя,
мин-1:

.

.

8.2 Расчет крутящего момента на валах
привода

Крутящий
момент на валах привода рассчитывается
по формуле:

где


– мощность электродвигателя, кВт:

–КПД
участка привода от электродвигателя
до соответствующего вала;

–расчетная
частота вращения соответствующего
вала, принимается по графику частот,
мин-1.

8.3 Расчет крутящего момента на первом
валу привода

Крутящий
момент на первом валу привода рассчитывается
по формуле:

где
– мощность электродвигателя, кВт:

–КПД
участка привода от электродвигателя
до 1-го вала;

–расчетная
частота вращения на 1-ом валу, принимаем
по графику частот, мин-1:
= 2850 мин-1.

КПД
участка привода до первого вала
рассчитывается по формуле:

где
– КПД зубчатой муфты;

–КПД
пары подшипников;

8.4 Расчет крутящего момента на втором
валу привода

Крутящий
момент на втором валу привода рассчитывается
по формуле:

где
– мощность электродвигателя, кВт:

–КПД
участка привода от электродвигателя
до 2-го вала;

–расчетная
частота вращения на 1-ом валу, принимаем
по графику частот, мин-1:
= 630 мин-1.

КПД
участка привода до второго вала
рассчитывается по формуле:

где

КПД зубчатой муфты;

–КПД
пары подшипников;


КПД зацепления зубчатых колес;
.

8.5 Расчет крутящего момента на третьем
валу привода

Крутящий
момент на третьем валу привода
рассчитывается по формуле:

где
– мощность электродвигателя, кВт:

–КПД
участка привода от электродвигателя
до 3-го вала;

–расчетная
частота вращения на 1-ом валу, принимаем
по графику частот, мин-1:
= 160 мин-1.

КПД
участка привода до третьего вала
рассчитывается по формуле:

где

КПД зубчатой муфты;

–КПД
пары подшипников;


КПД зацепления зубчатых колес;
.

8.6 Расчет крутящего момента на четвертом
валу привода

Крутящий
момент на четвертом валу привода
рассчитывается по формуле:

где
– мощность электродвигателя, кВт:

–КПД
участка привода от электродвигателя
до 4-го вала;

–расчетная
частота вращения на 4-ом валу, определяется
по формуле:

где
– минимальная частота вращения четвертого
вала, мин-1:

мин-1;

–максимальная
частота вращения четвертого вала, мин-1:

мин-1.

КПД
участка привода до четвертого вала
рассчитывается по формуле:

где

КПД зубчатой муфты;

–КПД
пары подшипников;

–КПД
зацепления зубчатых колес;
.

8.7 Расчет крутящего момента на шпинделе

Крутящий
момент на шпинделе рассчитывается по
формуле:

где
– мощность электродвигателя, кВт:

–КПД
участка привода от электродвигателя
до шпинделя;

–расчетная
частота вращения шпинделя, определяется
по формуле:

где
– минимальная частота вращения четвертого
вала, мин-1:

мин-1;

–диапазон
регулирования частот вращения шпинделя:

КПД
участка привода до шпинделя рассчитывается
по формуле:

где

КПД зубчатой муфты;

–КПД
пары подшипников;

–КПД
зацепления зубчатых колес;
.

9 Проектный расчет передач

9.1 Расчет цилиндрической прямозубой
постоянной передачиz1–z2

9.1.1
Исходные данные

1.
Расчетный крутящий момент на первом
валу привода, H·м:

Т1
=
13 Н·м;

2.
Число зубьев шестерни: z1
=
18;

3.
Число зубьев колеса: z2
=
83;

4.
Передаточное число передачи: u1
=
4,76.

9.1.2
Выбор материала и термической обработки
зубчатых

колес

В
качестве материала для зубчатых колес
передачи выбираем сталь 40Х, которая
отвечает необходимым техническим и
эксплуатационным требованиям. В качестве
термической обработки выбираем объемную
закалку, позволяющую получить твердость
зубьев 40..50HRCэ.

9.1.3
Проектный расчет постоянной прямозубой
зубчатой передачи
на контактную выносливость

Диаметр
начальной окружности шестерни
рассчитывается по формуле:

где

вспомогательный
коэффициент: для прямозубых передач


расчётный крутящий момент на первом
валу, Н·м: Т1=13
Н·м;

коэффициент
нагрузки для шестерни, равный 1,3..1,5:
принимаем


передаточное число:

отношение
рабочей ширины венца передачи к начальному
диаметру шестерни:


допускаемое
контактное напряжение, МПа.

Допускаемое
контактное напряжение для прямозубых
передач рассчитывается по формуле:

где

базовый
предел контактной выносливости
поверхностей зубьев, соответствующий
базовому числу циклов перемены напряжений,
МПа;


МПа;

SH
– коэффициент безопасности: SH
= 1,1.

Коэффициент
отношения рабочей ширины венца передачи
к начальному диаметру шестерни может
приниматься в пределах

или
определяется
по формуле:

отношение
рабочей ширины венца передачи к модулю:
принимаем

число
зубьев шестерни: z1
= 18.

что
находится в допустимых пределах
.

Таким
образом, диаметр начальной окружности
шестерни равен:

Модуль
постоянной прямозубой передачи
определяется из условия расчета на
контактную выносливость зубьев по
рассчитанному значению диаметра
начальной окружности шестерни по
формуле:

где

диаметр
начальной окружности шестерни, мм:dw1
=
38,75 мм;

число
зубьев шестерни: z1
= 18.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Крутящий момент, передаваемый валом Калькулятор

Search
Дом физика ↺
физика Сопротивление материалов ↺
Сопротивление материалов Кручение валов и пружин ↺
Кручение валов и пружин Фланцевое соединение ↺

Напряжение сдвига в валу — это сила, стремящаяся вызвать деформацию материала за счет проскальзывания вдоль плоскости или плоскостей, параллельных приложенному напряжению.Напряжение сдвига в валу [𝜏]

+10%

-10%

Диаметр вала — это диаметр внешней поверхности вала, который является вращающимся элементом в передающей системе для передачи мощности.Диаметр вала [dshaft]

+10%

-10%

Крутящий момент, передаваемый валом, описывается как вращательное действие силы на ось вращения. Короче говоря, это момент силы. Характеризуется т.Крутящий момент, передаваемый валом [Tshaft]

⎘ копия

Крутящий момент, передаваемый валом Решение

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1. Преобразование входов в базовый блок

Напряжение сдвига в валу: 2 Мегапаскаль —> 2000000 Паскаль (Проверьте преобразование здесь)
Диаметр вала: 1200 Миллиметр —> 1.2 метр (Проверьте преобразование здесь)

ШАГ 2: Оцените формулу

ШАГ 3: Преобразуйте результат в единицу вывода

678584.013175395 Ньютон-метр —> Конверсия не требуется

Кредиты

Национальный Технологический Институт

(NIT)
,
Хамирпур

Аншика Арья создал этот калькулятор и еще 2000+!

Бирса технологический институт

(НЕМНОГО)
,
Синдри

Паял Прия проверил этот калькулятор и еще 1900+!




16 Фланцевое соединение Калькуляторы

Крутящий момент, передаваемый валом формула

Крутящий момент, передаваемый валом = (pi*Напряжение сдвига в валу*(Диаметр вала^3))/16

Tshaft = (pi*𝜏*(dshaft^3))/16

Что такое крутящий момент и его применение?

Крутящий момент — это приложение силы при вращательном движении. Самый очевидный пример действия крутящего момента — это действие серповидного гаечного ключа, ослабляющего гайку, а второй момент — это качели на игровой площадке.

В теории механики крутящий момент – это крутящая сила, приложенная к объекту. Сила применяется рычагом, который может быть реальным или воображаемым; Чем длиннее рычаг или больше сила, тем больше крутящий момент. Вы выражаете единицы крутящего момента в виде длины силы рычага, например, в футах или ньютонах-метрах. Зубчатые колеса полезны для умножения или деления крутящего момента, независимо от того, зацепляются ли шестерни непосредственно или через ремень или цепь; Отношение размеров зубчатых колес определяет, будут ли они увеличивать или уменьшать крутящий момент. Чтобы рассчитать передаточные числа и влияние, которое они оказывают на крутящий момент, вам нужен размер каждой передачи и крутящий момент, действующий на первую передачу, которую механики называют «водителем».

Шаг 1

Умножьте силу, действующую на первую передачу, на радиус первой передачи. Например, если на шестерню действует сила 4000 ньютонов, а радиус составляет 0,15 метра, 4000 x 0,15 = 600. Шестерня вращается с моментом вращения 600 ньютон-метров.

Шаг 2

Разделите радиус второй передачи на первую передачу. Например, если вторая передача имеет радиус 0,3 метра: 0,3/0,15 = 2. Передаточное число системы равно 2: 1.

Умножьте передаточное число на входной крутящий момент, который вы рассчитали на шаге 1: 2 x 600 = 1200 ньютон-метров. Это выходной крутящий момент редуктора.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти скрытые настройки на андроиде
  • Как найти друзей кому за 50
  • Как найти число инверсий в перестановке
  • Как составить квадратное уравнение по его корням комплексных чисел
  • Как найти процент наценки на товар