Крутящийся момент это: Что такое крутящий момент двигателя

7.2: Классическая механика

Область классической механики включает изучение тел в движении, особенно физические законы, касающиеся тел, находящихся под воздействием сил. Большинство механических аспектов проектирования роботов тесно связано с концепциями из этой области. В данном блоке описываются несколько ключевых применяемых концепций классической механики.

СКОРОСТЬ — это мера того, насколько быстро перемещается объект. Обозначает изменение положения во времени (проще говоря, какое расстояние способен преодолеть объект за заданный период времени). Данная мера представлена в единицах расстояния, взятых в единицу времени, например, в количестве миль в час или футов в секунду.

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ – Скорость может также выражаться во вращении, то есть насколько быстро объект движется по кругу. Измеряется в единицах углового перемещения во времени (то есть в градусах в секунду), или в циклах вращения в единицу времени (например, в оборотах в минуту). Когда измерения представлены в оборотах в минуту (RPM), речь идет о частоте вращения. Есть речь идет об об/мин автомобильного двигателя, это означает, что измеряется скорость вращения двигателя.

УСКОРЕНИЕ – Изменение скорости во времени представляет собой ускорение. Чем больше ускорение, тем быстрее изменяется скорость. Если автомобиль развивает скорость от 0 до 60 миль в час за две секунды, в этом случае ускорение больше, чем когда он развивает скорость от 0 до 40 миль в час за тот же период времени. Ускорение — это мера изменения скорости. Отсутствие изменения означает отсутствие ускорения. Если объект движется с постоянной скоростью — ускорение отсутствует.

СИЛА — Ускорение является следствием воздействия сил, которые провоцируют изменение в движении, направлении или форме. Если вы нажимаете на объект, это означает, что вы прикладываете к нему силу. Робот ускоряется под воздействием силы, которую его колеса прикладывают к полу. Сила измеряется в фунтах или ньютонах.

Например, масса объекта воздействует на объект как сила вследствие гравитации (ускорение объекта в направлении центра Земли).

КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ – Сила, направленная по кругу (вращение объекта), называется крутящим моментом. Крутящий момент — это вращающая сила. Если к объекту приложен крутящий момент, на границе первого возникает линейная сила. В примере с колесом, катящемся по земле, крутящий момент, приложенный к оси колеса, создает линейную силу на границе покрышки в точке ее контакта с поверхностью земли. Так и определяется крутящий момент — как линейная сила на границе круга. Крутящий момент определяется величиной силы, умноженной на расстояние от центра вращения (Сила х Расстояние = Крутящий момент). Крутящий момент измеряется в единицах силы, умноженной на расстояние, например, фунто-дюймах или ньютон-метрах.

В примере с колесом, катящемся по земле, если известен крутящий момент, приложенный к оси с закрепленным на ней колесом, мы можем рассчитать количество силы, прикладываемой колесом к поверхности. В этом случае, радиус колеса является расстоянием силы от центра вращения.

Сила = Крутящий момент/Радиус колеса

В примере с рукой робота, удерживающей объект, мы можем рассчитать крутящий момент, требуемый для поднятия объекта. Если объект обладает массой, равной 1 ньютону, а рука имеет длину 0,25 метра (объект располагается на расстоянии 0,25 метра от центра вращения), тогда

Крутящий момент = Сила х Расстояние = 1 ньютон х 0,25 метра = 0,25 ньютон-метров.

Это означает, что для удержания объекта в неподвижном положении, необходимо применить крутящий момент, равный 0,25 ньютон-метров. Чтобы переместить объект вверх, роботу необходимо приложить к нему крутящий момент, значение которого будет превышать 0,25 ньютон-метров, так как необходимо преодолеть силу гравитации. Чем больше крутящий момент робота, тем больше силы он прикладывает к объекту, тем больше ускорение объекта, и тем быстрее рука поднимет объект.

Пример 7.2

Пример 7.3

Для данных примеров, мы можем рассчитать крутящий момент, необходимый для подъем этих объектов.

Пример 7.2 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = 1 ньютон х 0,125 метра = 0,125 ньютон-метров.

Для данного примера, длина рука равна половине длины руки из Примера 1, поэтому значение требуемого крутящего момента также в два раза меньше. Значение длины руки пропорционально значению требуемого крутящего момента. При равных исходных характеристиках объекта, чем короче рука, тем меньший крутящий момент необходим для подъема.

Пример 7.3 — Крутящий момент = Сила * Расстояние = 1 ньютон х 0,5 метра = 0,5 ньютон-метров.

Для данного примера, длина рука равна удвоенной длине руки из Примера 1, поэтому значение требуемого крутящего момента также в два раза больше.

Еще одна точка зрения относительно ограниченного крутящего момента в соединении руки робота заключается в следующем: более короткая рука сможет поднять объект большей массы, чем более длинная рука; однако, для первой доступная высота подъема объекта будет меньше, чем для второй.

Пример 7.4

Пример 7.5

Эти примеры иллюстрируют руку робота, поднимающую объекты разной массы. Какова взаимосвязь с требуемым количеством крутящего момента?

Пример 4 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = ½ ньютона х 0,25 метра = 0,125 ньютон-метров.

Пример 5 — Крутящий момент = Сила х Расстояние = 2 ньютона х 0,25 метра = 0,5 ньютон-метров.

Эти примеры иллюстрируют уменьшение значения требуемого крутящего момента по мере снижения массы объекта. Масса пропорциональна крутящему моменту, необходимому для ее подъема. Чем тяжелее объект, тем больше крутящий момент, требуемый для его подъема.

Проектировщики роботов должны обратить внимание на ключевые взаимосвязи между значениями крутящего момента, длины руки и массы объекта.

РАБОТА – Мера силы, приложенной на расстоянии, называется работой. Например, для удерживания объекта необходимо 10 фунтов силы. Далее, чтобы поднять этот объект на высоту 10 дюймов, требуется определенное количество работы. Количество работы, требуемое для подъема объекта на высоту 20 дюймов, удваивается. Работа также понимается как изменение энергии.

МОЩНОСТЬ — Большинство людей полагает, что мощность является термином из области электрики, но мощность также относится и к механике.

Мощность — это количество работы в единицу времени. Насколько быстро кто-то может выполнить работу?

В робототехнике принято понимать мощность как ограничение, так как соревновательные робототехнические системы имеют ограничения в части выходной мощности. Если роботу требуется поднять массу в 2 ньютона (прилагая 2 ньютона силы), скорость подъема будет ограничиваться количеством выходной мощности робота. Если робот способен произвести достаточное количество мощности, он сможет быстро поднять объект. Если он способен произвести лишь малое количество энергии, подъем объекта будет производиться медленно (либо не будет производиться вообще!).

Мощность определяется как Сила, умноженная на Скорость (насколько быстро выполняется толчок при постоянной скорости), и обычно выражается в Ваттах.

Мощность [Ватты] = Сила [Ньютоны] х Скорость [Метры в секунду]

1 Ватт = 1 (Ньютон х Метр) / Секунда

Как это применяется в соревновательной робототехнике? К проектам роботов применяются определенные ограничения. Проектировщики соревновательных роботов, использующие систему проектирования VEX Robotics Design, также должны учитывать физические ограничения, связанные с применением электромоторов. Электромотор обладает ограниченной мощностью, поэтому он может производить только определенное количество работы с заданной скоростью.

Примечание: все перспективные концепции имеют базовое описание. Более глубоко обсуждать эти физические свойства учащиеся будут в процессе обучения в ВУЗах, если выберут область STEM в качестве направления обучения.

 

Крутящий момент и мощность – основные характеристики двигателя — Автомобильный журнал АВТОГИД 174

Итак, что же это за основные характеристики и на что они влияют. Если с мощностью более-менее понятно и среднестатистический автолюбитель скажет, что для бюджетного хатчбека 100 лошадиных сил вполне хватает, то с крутящим моментом начинается полная неразбериха. Мощность автомобиля характеризует его скоростные качества – чем выше мощность, тем выше можно развить скорость. Так уж повелось, что в автомобильном мире мощность принято измерять лошадиными силами. Однако, мощность двигателя является величиной не постоянной и напрямую зависит от его оборотов. Другими словами, на низких оборотах в работе двигателя задействован далеко не весь «табун лошадей», а только некоторая его часть. Так для бензиновых двигателей большинства современных автомобилей максимальная мощность (которую указывают в паспорте) достигается при 5000-6000 оборотах в минуту, а для дизельных – 3000-4000. Однако, в повседневной городской езде обороты двигателя, как правило, ниже, а значит, ниже мощность. А теперь представим, что нам надо ускориться для обгона – мы нажимаем на педаль и обнаруживаем, что «автомобиль не едет». В чем же причина? Причина – в крутящем моменте. Крутящий момент – это произведение силы на плечо рычага, к которому она приложена, Мкр = F х L. Сила измеряется в ньютонах, рычаг – в метрах. 1 Нм – крутящий момент, который создает сила в 1 Н, приложенная к концу рычага длиной 1 м. В двигателе внутреннего сгорания роль рычага исполняет кривошип коленчатого вала. Сила, рождаемая при сгорании топлива, действует на поршень, через который и создает крутящий момент. В контексте настоящей статьи крутящий момент есть величина, определяющая насколько быстро двигатель может набрать максимальную мощность. Нетрудно догадаться, что именно эта величина характеризует динамику разгона. Также как и мощность, максимальный крутящий момент указывается для конкретных оборотов двигателя. При этом важным параметром является не столько величина момента, сколько обороты, на которых он достигается. Например, для резкого ускорения при спокойной езде (2000-2500 об./мин.) более предпочтителен тот двигатель, крутящий момент которого достигается на низких оборотах – нажал на педаль и машина выстрелила. Известно, что серийные бензиновые двигатели развивают не самый большой крутящий момент, при этом максимальное значение достигается только на средних оборотах (обычно 3000-4000). Зато бензиновые двигатели могут раскручиваться до 7-8 тыс. об./мин., что позволяет им развивать довольно большую мощность. В противоположность таким моторам «тихоходные дизели», развивающие не более 5 000 об./мин., обладают внушительным моментом, доступным практически с самых «низов», при этом проигрывают в максимальной мощности. И на десерт капелька математики. Мощность двигателя можно рассчитать по формуле: P = Mкр*n/9549 [кВт], где Mкр – крутящий момент двигателя (Нм), n – обороты коленчатого вала двигателя (об./мин.). Для получения лошадиных сил необходимо полученный результат умножать на коэффициент 1,36. На практике известно, что мощность двигателя в большей степени зависит от оборотов, потому что эту величину «проще нарастить», чем крутящий момент. Сухой остаток: для максимальной скорости важна мощность двигателя, а для ускорения – крутящий момент. При этом важной характеристикой являются обороты двигателя, на которых этот крутящий момент максимален, то есть на которых возможно максимальное ускорение. Источник: CAR-TALES.RU		АвтоОБЪЯВЛЕНИЯ Авточехлы эко кожа От 4500руб за комплект доставка в регионы 89080945678 Главная задача автомобильных чехлов — закрывать обивку сидения, предохраняя ее от пятен и царапин. Но дизайн и удобство чехла для водителя также очень важны. Хороший чехол из качественных материалов украшает салон, легко стирается и долго служит своему владельцу. При этом «родная» обивка сохраняется в своем первозданном виде, что в будущем позволит продать авто по более выгодной цене. Подробнее… Автошторки каркасные Лайтово От 3000руб доставка в регионы 89080945678 Подробнее… Проставки для увеличения клиренса Цена от 1500руб отправка в регионы тел.89080945678 Понятие и значение проставки для увеличения клиренса (или, в простонародье — завышки) машины вытекает из его названия. Подробнее… Toyota Avensis 2002′ ДВС 1,6 Автомобиль в идеальном состоянии как внешне, так и технически. Не бит! Всегда своевременно обслуживается! Подробнее… Читать все материалы png»>
		АвтоМОЙКИ Первый городской автомоечный комплекс!!!! Первый городской автомоечный комплекс!!!! Дорогие жители города Челябинска, мы рады представить вам новый современный автомоечный комплекс. Большие площади комплекса и высокотехнологичное моющие оборудование, а также качественная импортная автохимия превращают мойку автомобиля  в быстрый и качественный процесс. Подробнее… Вершина, шинный центр Автошины / диски. Шиномонтаж. Новоэлеваторная, 51/2 Подробнее… ВИАНОР, Сеть шинных центров, ЗАО Таганка Автошины / Диски. Шиномонтаж Блюхера, 95 — магазин Vianor Подробнее… Читать все материалы
		png»> АвтоСАЛОНЫ Автодом, ООО, Автокомплекс Автомойки, Шиномонтаж, Продажа легковых автомобилей. Братьев Кашириных, 44 Подробнее… Читать все материалы
		png»> АвтоСТАТЬИ Эксперты назвали 5 нюансов при выборе машины для зимы Эксперты при выборе надежной машины для зимы советуют обращать вниманием на особенности работы системы полного привода и наличие предпусковых подогревателей. Кроме того, важным критерием является адаптация двигателей и коробок передач к российским условиям эксплуатации. Подробнее… Инструкция по использованию ОСАГО «Что делать,  если…» Вопросы по использованию «автогражданки» могут возникать не только у новичков, но и у опытных водителей. Тем более что в последнее время в ОСАГО происходит много изменений,  появляются новые сервисы и процедуры. Подробнее. .. Главный вопрос осени: во что «переобуваться?». Шипы vs. липучки Этот вопрос становится актуален каждый сезон, ведь многие автомобилисты понимают, что качество шин как шипованных, так и «липучек» улучшается, производители учитывают многие факторы и явного фаворита среди двух типов покрышек выделить достаточно трудно. Подробнее… Читать все материалы

Крутящий момент | Уравнение, определение и единицы измерения

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Факты и сопутствующий контент

Что такое крутящий момент? | Физика Фургон

Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния вещества и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 22. 10.2007

В:

Что такое крутящий момент?
— Клэр (13 лет)
Филиппины

A:

Клэр:

«Крутящий момент» — это способ описать, насколько что-то сложно. повернутый или скрученный, точно так же мы говорим о «силах» как о чем-то что толкает или тянет. Если мы хотим передвинуть тяжелую коробку по полу, нам нужна большая сила, чтобы толкнуть его. Таким же образом, если мы хотим превратить ржавый болт нам понадобится с большим крутящим моментом.

Предположим, у вас есть ржавый болт который застрял и его нужно повернуть. Вы знаете, что будете нужен большой крутящий момент, чтобы сделать это, но как вы можете это сделать? Это легко! Оказывается, крутящий момент есть произведение силы на расстояние. В других словами, чтобы создать большой крутящий момент, нужна либо большая сила, либо большая расстояние. Чтобы повернуть ржавый болт, нужно надеть на него гаечный ключ и нажать или потяните за конец ключа. «Сила» — это то, насколько сильно вы толкаете или тянуть, а «расстояние» — это расстояние от болта, на который вы толкаете или потянув. Если вы нажмете или потянете далеко от болта, что требует длинный ключ, крутящий момент больше, чем если вы нажмете близко к болту. Если у вас действительно длинный ключ, вам не нужно много усилий, чтобы повернуть его. болт, тогда как если у вас есть только маленький гаечный ключ, вам нужно будет нажать или тянуть намного сильнее, чтобы создать тот же крутящий момент. Еще один важный ингредиент заключается в том, что вы нажимаете на гаечный ключ в направлении, перпендикулярном к гаечному ключу.

Возможно, вы также слышали слово «крутящий момент». описывая производительность автомобильного двигателя, например, вы можете прочитать что определенный двигатель производит «высокий крутящий момент». Это означает, что двигатель хорошо поворачивает колеса автомобиля.

Надеюсь, это поможет.

Если вы хотите узнать больше о силе и крутящем моменте, загляните в любой учебник физики.

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение №1: крутящий момент

Q:

крутящий момент является произведением силы и расстояния.. но какое расстояние…. какое расстояние???
— Лайла (18 лет)
Каир, Египет

A:

Хороший вопрос. Имеет смысл передавать крутящий момент только вокруг какой-то конкретной оси, а не крутящего момента вообще. В случае застрявшего болта нас интересует крутящий момент вокруг оси посередине болта. Таким образом, расстояние — это расстояние от оси до точки, на которую действует сила. Кроме того, единственная часть силы, которая способствует крутящему моменту, — это часть, расположенная под прямым углом к ​​​​линии оси.

Mike W.
Lee H

(опубликовано 22.10.2007)

На этом ответе

Связанные вопросы

• TENSIO

• гравитация и центробежная сила

• сохранение углового момента

• Проблемы с полетом на север/юг из-за вращения Земли.