
【化】 input torque
import; input; introduce
【计】 CI; enter; entering; in-fan; input; inputting; load line; typing-in
【化】 input
【医】 importation; infusion; intromission
【经】 import
torsion
【化】 moment of rotation; torque
【医】 torque
在机械工程与电机控制领域,输入转矩(Input Torque) 指驱动系统(如电机、发动机)向传动机构或负载传递的初始旋转力矩,是系统能量转换的起点。其英文术语为"Input Torque" 或"Drive Torque"。以下从专业角度分层解析:
输入转矩是作用在传动系统输入轴上的扭矩,表征驱动源克服负载阻力、启动旋转运动的能力。计算公式为:
$$
T{in} = F times r times costheta
$$
其中 ( F ) 为切向力,( r ) 为力臂半径,( θ ) 为力与杠杆夹角(通常垂直时 ( costheta = 1 ))。在电机系统中,输入转矩与电磁力直接相关,满足:
$$
T{in} = frac{P{in}}{omega}
$$
( P{in} ) 为输入功率,( omega ) 为角速度(来源:国际电工委员会 IEC 60034-1 旋转电机标准)。
电机选型依据
输入转矩需大于负载的静态摩擦转矩与惯性转矩之和,否则无法启动设备。例如工业机器人关节电机需根据关节最大负载转矩的 1.5-2 倍选择输入转矩裕量(来源:美国机械工程师协会 ASME Journal of Dynamic Systems)。
传动效率优化
实际输出转矩 ( T{out} = T{in} times eta )(( eta ) 为传动效率)。齿轮箱、皮带传动等环节的机械损耗会导致输出转矩衰减,需通过润滑、材料升级降低损耗(来源:德国工程师协会 VDI 2230 螺栓连接设计指南)。
输入转矩与输出转矩的关系由传动比 ( i ) 和效率 ( eta ) 决定:
$$
T{out} = T{in} times i times eta
$$
例如汽车变速箱中,低档位增大传动比,使输出转矩提升以满足爬坡需求(来源:SAE International 标准 J1549)。
依据 ISO 1940-1 旋转机械平衡标准,输入转矩需通过扭矩传感器(如应变片式、磁弹性式)直接测量,而非通过功率推算,以避免机械损耗误差。典型测试设备包括 HBM T40 扭矩法兰(来源:国际标准化组织 ISO 6798 声学-机械振动测量)。
权威参考文献
输入转矩是机械工程中描述动力源(如电机、发动机等)传递给传动系统或工作机构的旋转力矩,其核心定义和特点如下:
输入转矩指动力源输出的旋转力矩,数学表达式为: $$ tau = r times F $$ 其中,$tau$为转矩,$r$为力臂长度(作用点到旋转轴的距离),$F$为作用力。单位为牛顿·米(N·m),与扭矩(torque)概念相通,均表示扭转效应。
若电机输出50N·m的输入转矩,通过1米长的力臂作用,则施加的力为50N($tau = r cdot F$)。
如需进一步了解具体机械系统的转矩计算案例,可参考、5、7的工程分析。
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