1.3 负载转矩和飞轮力矩折算

1.3.1 负载转矩的折算

1.旋转运动

图1-7所示为多轴电力传动系统，折算时以电动机转轴为对象，折算为单轴系统，等效为一个负载，传动比j=n_d/n_g ，电动机转轴上总的飞轮力矩GD2等于电动机转子本身的飞轮力矩加上折算到电动机轴上的负载飞轮力矩。

式中 T_g——工作机构实际负载转矩；

Ω _g——工作机构转轴角速度；

n _d——电动机转轴转速；

n _g——工作机构转轴转速。

2.平移运动

如图1-8所示，假设某生产机械的工作机构做平移运动，根据折算前后功率不变原则，考虑到系统损耗，折算到电动机转轴上的负载转矩为

式中 F_g——工作机构平移时所克服的阻力（N）；

v _g——工作机构移动的速度（m/s）。

3.升降运动

某些生产机械的工作机构做升降运动，如起重机、提升机和电梯等，图1-9为起重机传动系统示意图。其中，电动机通过传动机构拖动一卷筒，卷筒半径为R、卷筒转速为n_j、速比为j，卷筒上的钢丝绳悬挂一重物，重物重量为G_z。

（1）提升重物时负载转矩折算

提升重物时，重物对卷筒轴的负载转矩为G_zR，传动机构的损耗均由电动机负担，因此，参照旋转运动，折算到电动机轴上的负载转矩为

式中 η₁——提升传动效率。

（2）下放重物时负载转矩折算

下放重物时，重物对卷筒轴的负载转矩为G_zR，这时，传动机构的损耗均由负载负担，因此，参照旋转运动，折算到电动机轴上的负载转矩为

式中 η₂——下放传动效率。

可以分别计算提升、下放时传动机构的损耗，得

根据式（1-16），若提升传动效率η₁小于0.5时，下放传动效率η₂将为负值。 η₂为负值，则说明负载功率不足以克服传动机构损耗，因此还需要由电动机推动重物才能下放，这就是传动机构的自锁作用。针对电梯这类涉及人身安全的设备，传动机构的自锁作用尤为重要。

要使η₂为负值，需要选择低提升传动效率η₁的传动机构，例如蜗轮蜗杆传动方式，其η₁为0.3～0.5。