机械设计资料0通用‖1-0-电机转速和扭矩(转矩)计算

电机转速和扭矩（转矩）公式

含义： 1kg=9.8N 1 千克的物体受到地球的吸引力是 9.8 牛顿 。

含义： 9.8N·m 推力点垂直作用在离磨盘中心 1 米的位置上的力为 9.8N。

转速公式 1：n＝60f/P(n＝转速，f＝电源频率，P＝磁极对数)

扭矩公式 2：T=9550P/n T 是扭矩，单位 N·m P 是输出功率，单位 KW

n 是电机转速，单位 r/min

扭矩公式 3：T=973P/n T 是扭矩，单位 Kg·m P 是输出功率，单位 KW

n 是电机转速，单位 r/min

形象的比喻 : 功率与扭矩哪一项最能具体代表车辆性能？有人说：起步靠扭矩，加速靠功率，也有人说：功率大代表极速高，扭矩大代表加速好，其实这些都是片面的错误解释，其实车辆的前进一定是靠发动机所发挥的扭

力，所谓的「扭力」在物理学上应称为「扭矩」，因为以讹传讹的结果，大家都说成「扭力」，也就从此流传下

来，为导正视听，我们以下皆称为「扭矩」。

扭矩的观念从小学时候的「杠杆原理」就说明过了，定义是「垂直方向的力乘上与旋转中心的距离」，公

制单位为牛顿-米(N-m)，除以重力加速度 9.8m/sec2 之后，单位可换算成国人熟悉的公斤-米(kg-m)。英制单

位则为磅-呎(lb-ft)，在美国的车型录上较为常见，若要转换成公制，只要将 lb-ft 的数字除以 7.22 即可。汽

车驱动力的计算方式：将扭矩除以车轮半径即可由发动机功率－扭矩输出曲线图可发现，在每一个转速下

都有一个相对的扭矩数值，这些数值要如何转换成实际推动汽车的力量呢？答案很简单，就是「除以一个

长度」，便可获得「力」的数据。举例而言，一部 1.6 升的发动机大约可发挥 15.0kg-m 的最大扭矩，此时若直

接连上 185/ 60R14 尺寸的轮胎，半径约为 41 公分，则经由车轮所发挥的推进力量为 15/0.41=36.6 公斤的

力量(事实上公斤并不是力量的单位，而是重量的单位，须乘以重力加速度 9.8m/sec2 才是力的标准单位

「牛顿」)。

36 公斤的力量怎么推动一公吨的车重呢？而且动辄数千转的发动机转速更不可能恰好成为轮胎转速，

否则车子不就飞起来了？幸好聪明的人类发明了「齿轮」，利用不同大小的齿轮相连搭配，可以将旋转的速

度降低，同时将扭矩放大。由于齿轮的圆周比就是半径比，因此从小齿轮传递动力至大齿轮时，转动的速

度降低的比率以及扭矩放大的倍数，都恰好等于两齿轮的齿数比例，这个比例就是所谓的「齿轮比」。

举例说明，以小齿轮带动大齿轮，假设小齿轮的齿数为 15 齿，大齿轮的齿数为 45 齿。当小齿轮

以 3000rpm 的转速旋转，而扭矩为 20kg-m 时，传递至大齿轮的转速便降低了 1/3，变成 1000rpm；

但是扭矩反而放大三倍，成为 60kg-m。这就是发动机扭矩经由变速箱可降低转速并放大扭矩的基

本原理。

在汽车上，发动机输出至轮胎为止共经过两次扭矩的放大，第一次由变速箱的档位作用而产生，第二次

则导因于最终齿轮比（或称最终传动比）。扭矩的总放大倍率就是变速箱齿比与最终齿轮比的相乘倍数。举

例来说，手排的一档齿轮比为 3.250，最终齿轮比为 4.058，而发动机的最大扭矩为 14.6kgm/5500rpm，于

是我们可以算出第一档的最大扭矩经过放大后为 14.6×3.250×4.058=192.55kgm，比原发动机放大了 13倍。

此时再除以轮胎半径约 0.41m，即可获得推力约为 470 公斤。然而上述的数值并不是实际的推力，毕竟机械

传输的过程中必定有磨耗损失，因此必须将机械效率的因素考虑在内。

电机扭矩计算公式 T=9550P/n怎么算?

T=9550P/n

此公式为工程上常用的：扭矩；功率；转速三者关系的计算公式。

T--扭矩（单位：N.M)

P--电机的功率（单位：KW）

n--输出的转速（单位：转 /分）

9550- 追究其来源 :

功率的基本公式是：

P=FV(F 为力:牛顿，V：速度，m/S）

如果把它换算到电机则有：

P=F x (2πN/60) x R （N：电机速度(单位：RPM＝转 /分钟)，R：旋转半径）

=F x R x (2πN/60)

因为 T＝FR

所以 P=T x N/(60/2π）＝TN/9.55（P:单位为瓦）

用千瓦表示则有：P=TN/9.55 x 1000=TN/9550(单位：千瓦）

1、 联轴器功能 当轴与轴要联接传达动力时，一般有用皮带轮或齿轮做联接，但若要求两轴要在一直线上且要求等速转动的话，则必须使用联轴器来联接。而因加工精度、轴受热膨张或运转中轴受力弯曲等，将使两轴间的同心

度产生变化，因此可用柔性联轴器当作桥梁来维持两轴间的动力传达，并达到吸收两轴间的径向、角度及

轴向偏差，进而延长机械的寿命，提高机械的质。

二、联轴器分类

1、刚性联轴器

属于刚性联轴器的有套筒联轴器、夹壳联轴器和凸缘联轴器等。

2、挠性联轴器

无弹性元件的挠性联轴器

非金属弹性元件的挠性联轴器

金属弹性元件的挠性联轴器

3、安全联轴器

销钉剪断式安全联轴器

4、起动安全联轴器

液力联轴器又称液力耦合器.

软起动安全联轴器的基本形式为钢球式节能安全联轴器.

三、联轴器选择

联轴器的选择主要考虑所需传递轴转速的高低、载荷的大小、被联接两部件的安装精度等、回转

的平稳性、价格等，参考各类联轴器的特性，选择一种合用的联轴器类型。具体选择时可考虑以下

几点：

1．1 由于制造、安装、受载变形和温度变化等原因，当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中。存在

一定程度的 x、Y 方向位移和偏斜角 CI。当径向位移较大时，可选滑块联轴器，角位移较大或相交两轴的联

接可选用万向联轴器等。当工作过程中两轴产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。

1．2联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，例

如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。

1．3 所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲振动功能的要求。例如，对大功率的重载传动，可选用齿

式联轴器。对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等。

四、柔性联轴器的选型 1. 首先根据机械特性的要求，如有无齿隙、抗扭刚度高低、振动冲击力吸收等等，选择合适的联轴器型

式。

2. 由驱动机械（如电机）动力 [KW,HP] 及联轴器使用回转数 [N] 求得联轴器承受的转矩 [TA]

TA(Kg.m)=973.5 ×KW/N(rpm) =716.2 ×HP/N(rpm) 或 TA(N · m)=9550 ×KW/N(r/min)

3. 由被正系数表中查得负载条件系数 K 1 ，运转时间系数 K 2 ，起动停止频度系数 K 3 ，周围环境温

度系数 K 4 ，求得补正扭力 [TD] 。 TD=TA · K 1 · K 2 · K 3 · K 4

4. 选用联轴器的常用转矩 [TN] 必须大于被正转矩 [TD] 。 TN ≥ TD5＆#8226; 联轴器所能承受的最大

扭力 [TM] 必须大于原动侧及被动侧双方所产生的最大扭力 [TS] 。 TM ≥ TS

6. 确定孔径范围是否适用。

7. 除了以上的选定步骤外，对于振动频率亦须检讨。即转矩变动的频率与轴的固有振动数 [N 1 ] 避免

造 成共振的现象产生。

轴的固有振动数 N 1 的求法为 :

K= 联轴器的弹簧定数（ kgf · cm/rad ）

I A = 驱动侧的惯性矩（ kgf · cm · s 2 ）

I B = 从动侧的惯性矩（ kgf · cm · s 2 ）

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