1.3 負載轉矩和飛輪力矩折算

1.3.1 負載轉矩的折算

1.旋轉運動

圖1-7所示為多軸電力傳動系統，折算時以電動機轉軸為對象，折算為單軸系統，等效為一個負載，傳動比j=n_d/n_g ，電動機轉軸上總的飛輪力矩GD2等于電動機轉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——工作機構實際負載轉矩；

Ω _g——工作機構轉軸角速度；

n _d——電動機轉軸轉速；

n _g——工作機構轉軸轉速。

2.平移運動

如圖1-8所示，假設某生產機械的工作機構做平移運動，根據折算前后功率不變原則，考慮到系統損耗，折算到電動機轉軸上的負載轉矩為

式中 F_g——工作機構平移時所克服的阻力（N）；

v _g——工作機構移動的速度（m/s）。

3.升降運動

某些生產機械的工作機構做升降運動，如起重機、提升機和電梯等，圖1-9為起重機傳動系統示意圖。其中，電動機通過傳動機構拖動一卷筒，卷筒半徑為R、卷筒轉速為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）提升重物時負載轉矩折算

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

式中 η₁——提升傳動效率。

（2）下放重物時負載轉矩折算

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

式中 η₂——下放傳動效率。

可以分別計算提升、下放時傳動機構的損耗，得

根據式（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，這就是傳動機構的自鎖作用。針對電梯這類涉及人身安全的設備，傳動機構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，例如蝸輪蝸桿傳動方式，其η₁為0.3～0.5。