安装力矩和检验力矩

第二节 力矩 力矩的平衡

1.什么是物体的平衡状态？物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做 匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。

2.在共点力作用下，物体的平衡条件是什么？

F合

= 0

OA为轻质杆，求绳AB上的拉力B F2

θO

A F1 G

G1

G

若考虑OA的重力

由于OA的重量G1与其余三个力为非共点力，就不 能用前面学到的知识解题，要用到今天上讲的知 识。

一、转动平衡1、力可以使物体转动：(1)门转动时，门上各点绕门轴做圆周运动。 (2)电风扇转动时，叶片上各点都沿圆周运动，圆周 的中心在同一直线上。

2、转动轴：物体转动时，各点做圆周运动的圆心的连线。

3、转动平衡：一个有固定转动轴的物体，在力的作用下，如果保持静止 (或匀速转动),我们称这个物体处于转动平衡状态。

4、物体的平衡状态：包括保持静止、匀速直线运动、匀速转动这三种状态。

力对物体的转动作用跟什么因素有关？ 举例1力越大，力对物体 的转动作用越大

演示2

即力臂

演示3

力和转动轴的距离越大， 力对物体的转动作用越大

力对物体的转动作用与 转动轴到力的作用点的 距离没有必然关系

力臂：从转动轴到力的作用线的垂直距离。

※力臂的找法一轴：即先找到转动轴； 二线：找到力的作用线； 三垂直：从转轴向力的

螺钉的拧紧力矩和检验方法

一颗螺钉仅几分钱，但使用不当，会使装配的机器零部件松动、脱落，从而导致功能失常。本文讨论如下几个问题：不同的螺钉拧紧力矩参考值；怎样检验螺钉拧紧力矩是否合适；螺钉拧紧力矩大小的调整方法和影响螺钉连接质量的因素。 一、不同的螺钉拧紧力矩参考值

表1摘录和整理于机械设计手册，它是依螺纹连接拧紧力矩计算方法而得，它的计算主要考虑了螺钉螺纹的承受力，即在没有滑牙和拧断螺钉的情况下，从螺钉螺纹的强度考虑，对于电子装配中的静载荷，拧紧力矩要取破坏力矩的0.8：1 以下。

螺钉拧紧力矩参考值M（N m） 螺纹类型 螺钉规格（mm） 8.8级 M2 M2.5 M3 M3.5 粗牙 M4 M5 M6 M8 3.0 5.9 10 25 4.4 8.7 16 36 5.1 10 18 43 0.3 0.6 1.2 2.2 10.9级 0.4 0.8 1.5 2.5 12.0级 0.45 0.9 1.8 3 表1：用于金属的普通螺钉拧紧力矩参考值

注：8.8/10.9/12.0 是螺钉的机械性能等级，未标注的螺钉按低等级取。

表2摘录和整理于原上海仪表局组织的自攻螺钉攻关组数据和《Mechnical

2014级高一物理竞赛培训第一讲

力矩和力矩平衡 （两课时）

高一物理组 郭金朋

一：力矩的概念

力矩是改变转动物体的运动状态变化的物理量，门、窗等转动物体从静止状态变为转动状态或从转动状态变为静止状态时，必须受到力的作用。但是，我们若将力作用在门、窗的转轴上，则无论施加多大的力都不会改变其转动状态，可见物体的转动运动状态的变化不仅与力的大小有关，还与受力的方向、力的作用点有关。力的作用点离转轴越远，力的方向与转轴所在平面越趋于垂直，力使转动物体运动状态变化得就越明显。在物理学中力对转动物体运动状态变化的影响，用力矩这个物理量来表示，因此，力矩被定义为力与力臂的乘积。力矩概括了影响转动物体运动状态变化的所有规律，力矩是改变转动物体运动状态的物理量。

力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，是物体转动转动状态改变的原因。它等于力和力臂的乘积。表达式为：M=FL，其中力臂L是转动轴到F的力线的（垂直）距离。单位：Nm 效果：可以改变转动物体运动状态。

转轴： 物体转动时，物体上的各点都沿圆周运动，圆周的中心在同一条直线上，这条直

线就叫转轴。

特点：1，体中始终保持不动的直线就是转轴。

2，体上轴以外的质元绕轴转动，转动平面与轴

2014级高一物理竞赛培训第一讲

力矩和力矩平衡 （两课时）

高一物理组 郭金朋

一：力矩的概念

力矩是改变转动物体的运动状态变化的物理量，门、窗等转动物体从静止状态变为转动状态或从转动状态变为静止状态时，必须受到力的作用。但是，我们若将力作用在门、窗的转轴上，则无论施加多大的力都不会改变其转动状态，可见物体的转动运动状态的变化不仅与力的大小有关，还与受力的方向、力的作用点有关。力的作用点离转轴越远，力的方向与转轴所在平面越趋于垂直，力使转动物体运动状态变化得就越明显。在物理学中力对转动物体运动状态变化的影响，用力矩这个物理量来表示，因此，力矩被定义为力与力臂的乘积。力矩概括了影响转动物体运动状态变化的所有规律，力矩是改变转动物体运动状态的物理量。

力矩是表示力对物体产生转动作用的物理量，是物体转动转动状态改变的原因。它等于力和力臂的乘积。表达式为：M=FL，其中力臂L是转动轴到F的力线的（垂直）距离。单位：Nm 效果：可以改变转动物体运动状态。

转轴： 物体转动时，物体上的各点都沿圆周运动，圆周的中心在同一条直线上，这条直

线就叫转轴。

特点：1，体中始终保持不动的直线就是转轴。

2，体上轴以外的质元绕轴转动，转动平面与轴

基准频率是50HZ，在50HZ以下电压和频率成正比。频率实际上就是反映的转速。这段转矩不变的，我们称之为恒转矩调速。转矩大小等于 T=9550*P(额定功率)/N（额定转速）

1、变频器首先降低设定频率，则变频器的输出频率将按照预定的斜率下降，但由于系统惯性，电机的转子速度不会同步下降，会滞后变频器输出的频率变化，所以此时（变频器输出的）定子频率将小于转子频率（也就是电机转速），所以转差变为负值，所以电机力矩将变为负值，将和负载阻力矩一起作用实现电机降速。

2、当预定速度到达后，电机定子频率将不再变化，当转子频率和定子频率相等时，电机将不输出力矩，此时电机只在负载阻力矩下继续降速。当这个维持时间很短，因为一旦转子频率定于定子频率，则转差就变为正值，电机将输出电动力矩阻止电机速度继续下降，直到电机力矩等于负载阻力矩时达到平衡

所以电机力矩将会出现由正变成负（短时为0）而后在为正。

一般来讲，如果变频器驱动的负载为恒转矩，则变速后电机稳态力矩依然不变（等于变速前），如果变频器驱动的是变转矩（如风机泵），降速后电机的稳态力矩将下降

电机的旋转速度同频率成比例

本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。 感

基准频率是50HZ，在50HZ以下电压和频率成正比。频率实际上就是反映的转速。这段转矩不变的，我们称之为恒转矩调速。转矩大小等于 T=9550*P(额定功率)/N（额定转速）

1、变频器首先降低设定频率，则变频器的输出频率将按照预定的斜率下降，但由于系统惯性，电机的转子速度不会同步下降，会滞后变频器输出的频率变化，所以此时（变频器输出的）定子频率将小于转子频率（也就是电机转速），所以转差变为负值，所以电机力矩将变为负值，将和负载阻力矩一起作用实现电机降速。

2、当预定速度到达后，电机定子频率将不再变化，当转子频率和定子频率相等时，电机将不输出力矩，此时电机只在负载阻力矩下继续降速。当这个维持时间很短，因为一旦转子频率定于定子频率，则转差就变为正值，电机将输出电动力矩阻止电机速度继续下降，直到电机力矩等于负载阻力矩时达到平衡

所以电机力矩将会出现由正变成负（短时为0）而后在为正。

一般来讲，如果变频器驱动的负载为恒转矩，则变速后电机稳态力矩依然不变（等于变速前），如果变频器驱动的是变转矩（如风机泵），降速后电机的稳态力矩将下降

电机的旋转速度同频率成比例

本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业中所使用的大部分电机均为此类型电机。 感

力矩专题

有固定转动轴物体的平衡同步精练

精练一（有固定转动轴物体的平衡1）

1．某同学用一不等臂天平称量物体A的质量，他先把物体A放在天平的右方托盘上，使天平平衡时，左托盘上所放的砝码的质量为m1；他把物体A再放在天平的左托盘上，使天平平衡时，右方托盘上所放砝码质量为m2。被称物体质量等于（ ）

（A）m1m2

（B）（m1＋m2）/2

（C）m1m2/（m1＋m2）

（D）无法确定.

2．对于有固定转动轴的物体，下列说法中正确的是（ ）

（A）有固定转动轴的物体只要在转动，其合力矩必不为零

（B）两个同方向的力作用在有固定转动轴物体上产生的力矩也必同方向

（C）力臂最长不超过力的作用点到转动轴的距离

（D）两个力作用于同一点，力大的产生的力矩一定也大

3．如图所示，均匀杆AB重为10N，右端A铰接于墙上，杆恰水平，B

端用一细绳系于墙上的C点，且在B端挂一物体，物体重为20N，则绳

子张力大小为 。

4．如图所示，均匀正方体边长为a，重为Ｇ，在上端加一水平力F，恰能翻动，则F＝ 。若作用点和施力方向可以任选，则要使正方体能翻动，所需的最小力大小为 。

5．如图所示，均匀杆长1m，支于O点恰平衡，A为OB段的

中点。现将AB段折弯如图，平衡时支点离O点

螺栓拧紧力矩标准

M6~M24螺钉或螺母的拧紧力矩（操作者参考）

螺纹公称直径尺寸 d/mm M6 M8 M10 M12 施加在扳手上的拧紧力矩M/N.m 3.5 8.3 16.4 28.5 只加腕力 加腕力、肘力 加全身臂力 加上半身力 施力操作要领 螺纹公称直径 尺寸 d/mm M16 M20 M24 施加在扳手上的拧紧力矩 M/N.m 71 137 235 加全身力 压上全身重量 压上全身重量 施力操作要领

未注明拧紧力矩要求时，参考下表(普通螺栓拧紧力矩)

螺栓 强度 级 4.6 5.6 6.8 8.8 10.9 12.9 屈服 强度 N/mm 240 300 480 640 900 1080 4-5 5-7 7-9 9-12 13-16 16-21 10-12 12-15 17-23 22-30 30-36 38-51 20-25 25-32 33-45 45-59 65-78 75-100 2 螺 栓 公 称 直 径 mm 6 8 10 12 14 16 18 20 拧 紧 力 矩 N.m 36-45 45-55 58-78 78-104 110-130 131-175 55-70 70-90 93-124 124-

力矩单位换算

如1N.M=8.85 lb.in

压力单位换算

1lbf/in2=6.895KPa

1bar≈14.5psi 1bar=0.1MPa1MPa=145psi

1psi=6.895kPa=0.06895bar

PSI单位是lb/in2或lbf/in2，即磅每平方英寸

1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=100千帕(KPa)=1.0197 公斤/平方厘米

在中国，我们一般把气体的压力用“公斤”描述（而不是“斤”）,单位是“kg/cm2”,一公斤压力就是 一公斤的力作用在一1标准大气压（ATM）=0.101325兆帕(MPa)=1.0333巴（bar）

LBS=pound，是英磅的英文计量单位简写。

LBS和其他计量单位的换算关系为：　　1 pound磅=16 ounces 盎司=7000 grains 谷 =0.4536

力矩单位换算

用在一个平方厘上。

4536 kilogram 千克，而1kg =2.2LB

第28卷第5期煤　矿　机　械　　　　　　　　　　　　　　　　2007年　5月CoalMineMachinery

　　　　　　　　　　　　　　　　May.

Vol128No15

2007

螺栓拧紧力矩的确定及检验方法

刘　利,冯玉伟

(辽源煤矿机械制造有限责任公司,吉林辽源136201)

摘要:针对螺栓联接的可靠性和安全性,设计时分析螺栓联接受力情况,确定拧紧力矩,选

择符合要求的螺栓和螺母。装配时采取措施严格控制拧紧力矩指标,检验其拧紧力矩,并且介绍几种拧紧力矩检验方法。

关键词:拧紧力;拧紧力矩;力矩系数;中图分类号:TH13113　文献标志码:A　()2DeterminationofBoltandMethodsfor

ofScrewingofBolt

LIULi,FENGYu-wei

LiaoyuanCoalMiningMachineryManufacturingCo.,Ltd.,Liaoyuan136201,China)

Abstract:Toensurereliabilityandsafetyofboltconnection,boltconnectionforceisanalyzed,theforcemo2mentofscrewingisdeterminat