1.3 負載轉(zhuǎn)矩和飛輪力矩折算

1.3.1 負載轉(zhuǎn)矩的折算

1.旋轉(zhuǎn)運動

圖1-7所示為多軸電力傳動系統(tǒng)，折算時以電動機轉(zhuǎn)軸為對象，折算為單軸系統(tǒng)，等效為一個負載，傳動比j=n_d/n_g ，電動機轉(zhuǎn)軸上總的飛輪力矩GD2等于電動機轉(zhuǎn)子本身的飛輪力矩加上折算到電動機軸上的負載飛輪力矩。

式中 T_g——工作機構(gòu)實際負載轉(zhuǎn)矩；

Ω _g——工作機構(gòu)轉(zhuǎn)軸角速度；

n _d——電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速；

n _g——工作機構(gòu)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速。

2.平移運動

如圖1-8所示，假設(shè)某生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)做平移運動，根據(jù)折算前后功率不變原則，考慮到系統(tǒng)損耗，折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的負載轉(zhuǎn)矩為

式中 F_g——工作機構(gòu)平移時所克服的阻力（N）；

v _g——工作機構(gòu)移動的速度（m/s）。

3.升降運動

某些生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)做升降運動，如起重機、提升機和電梯等，圖1-9為起重機傳動系統(tǒng)示意圖。其中，電動機通過傳動機構(gòu)拖動一卷筒，卷筒半徑為R、卷筒轉(zhuǎn)速為n_j、速比為j，卷筒上的鋼絲繩懸掛一重物，重物重量為G_z。

（1）提升重物時負載轉(zhuǎn)矩折算

提升重物時，重物對卷筒軸的負載轉(zhuǎn)矩為G_zR，傳動機構(gòu)的損耗均由電動機負擔(dān)，因此，參照旋轉(zhuǎn)運動，折算到電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩為

式中 η₁——提升傳動效率。

（2）下放重物時負載轉(zhuǎn)矩折算

下放重物時，重物對卷筒軸的負載轉(zhuǎn)矩為G_zR，這時，傳動機構(gòu)的損耗均由負載負擔(dān)，因此，參照旋轉(zhuǎn)運動，折算到電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩為

式中 η₂——下放傳動效率。

可以分別計算提升、下放時傳動機構(gòu)的損耗，得

根據(jù)式（1-16），若提升傳動效率η₁小于0.5時，下放傳動效率η₂將為負值。 η₂為負值，則說明負載功率不足以克服傳動機構(gòu)損耗，因此還需要由電動機推動重物才能下放，這就是傳動機構(gòu)的自鎖作用。針對電梯這類涉及人身安全的設(shè)備，傳動機構(gòu)的自鎖作用尤為重要。

要使η₂為負值，需要選擇低提升傳動效率η₁的傳動機構(gòu)，例如蝸輪蝸桿傳動方式，其η₁為0.3～0.5。