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Convertisseur d'unités de couple (N·m/lb·ft/oz·in)

Convertit le couple entre Newton-mètres, livre-pied, livre-pouce, oz·in, kg·cm et kg·m.

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Formule

1N⋅m=0.7376lb⋅ft=141.6oz⋅in1 N·m = 0.7376 lb·ft = 141.6 oz·in

Comment ça marche

Ce calculateur convertit les newtons-mètres, les livres-pieds, les livres-pouces, les onces-pouces et les kilogrammes-centimètres pour les ingénieurs en mécanique, les roboticiens et les concepteurs de moteurs. Selon la brochure SI (BIPM), le Newton-mètre est l'unité SI du couple : 1 N·m = 1 kg·m^2/s^2. Facteurs de conversion clés selon le NIST SP 811 : 1 N·m = 0,7376 lb·ft = 8,851 lb·in = 141,612 oz·in = 10,197 kgf·cm exactement. Le couple s'étend sur 9 ordres de grandeur : des millinewtons-mètres pour les micro-moteurs (0,1 à 10 mNm), des newtons-mètres pour les servos (0,5-50 N·m) et des kilonewtons-mètres pour les transmissions industrielles (1-100 kN·m). Les servos Hobby spécifient généralement l'oz·in (20 à 300 oz·in en général), tandis que l'automobile utilise des lb·ft (200-500 lb·ft pour les moteurs). La relation P = T × oméga relie le couple à la puissance : 1 N·m à 1 rad/s = 1 W.

Exemple Résolu

Problème : une articulation du bras d'un robot doit soulever une charge utile de 2 kg à une longueur de bras de 0,5 m avec un facteur de sécurité multiplié par 2. Sélectionnez un servomoteur et vérifiez la puissance à une rotation de 60 tr/min.

Solution :

  1. Couple statique : T = m × g × r = 2 × 9,81 × 0,5 = 9,81 N·m
  2. Avec un facteur de sécurité multiplié par 2 : T_required = 19,6 N·m
  3. Convertir en unités d'asservissement Hobby : 19,6 × 141,612 = 2776 oz·in
  4. Convertir en kgf·cm : 19,6 × 10,197 = 200 kgf·cm
  5. Convertir en livres · pieds : 19,6 × 0,7376 = 14,5 livres · pieds
  6. Vitesse angulaire : oméga = 60 tr/min × 2*pi/60 = 6,28 rad/s
  7. Puissance : P = T × oméga = 9,81 × 6,28 = 61,6 W (à charge nominale, aucun facteur de sécurité)
  8. Sélection : Dynamixel MX-106 (8,4 N·m en continu, 10,0 N·m en pointe) - INSUFFISANT ; nécessite un MX-64 ou une boîte de vitesses externe

Conseils Pratiques

  • ✓Caractéristiques nominales des servomoteurs selon la norme NEMA/IEC : le couple de décrochage (T_s) est maximal à vitesse nulle, le couple continu (T_c) est un couple nominal soutenu. T_c typique = 0,3-0,5 × T_s. Pour des raisons de sécurité, concevez pour T_c > T_load avec une marge de 50 %
  • ✓Relation couple/vitesse selon la physique motrice : T = k_t × I où k_t est la constante de couple (N·m/a). Pour les moteurs à courant continu, k_t = k_e (constante contre-électromagnétique V/ (rad/s)) par conservation de l'énergie. Valeurs k_t typiques : 0,01-0,1 N·m/a pour les petits moteurs
  • ✓La boîte de vitesses augmente le couple : T_out = T_in × ratio × efficacité. Une boîte de vitesses 100:1 avec un rendement de 80 % transforme un moteur de 0,1 N·m en une sortie de 8 N·m. Compromis : la vitesse diminue proportionnellement (entrée 1000 tr/min = sortie 10 tr/min)

Erreurs Fréquentes

  • ✗Si vous confondez kgf·cm et kg·m, ils diffèrent de 100 fois. Un servomoteur de 5 kgf·cm produit 0,05 kg·m = 0,49 N·m, et non 49 N·m. Vérifiez toujours si les spécifications utilisent cm ou m pour le bras de levier
  • ✗En mélangeant lb·ft et lb·in, ils diffèrent de 12 fois. Un moteur de 10 lb-pi produit 120 lb·in. Les spécifications automobiles utilisent des lb-pi ; les spécifications des servo/actionneurs utilisent souvent des lb·in ou oz·in
  • ✗Si l'on ne tient pas compte du fait que les spécifications de couple peuvent varier entre un couple de décrochage (vitesse maximale, vitesse nulle) et un couple de décrochage continu (fonctionnement soutenu), le fonctionnement au couple de décrochage entraîne des dommages thermiques. Utiliser 50 à 70 % de l'indice de décrochage pour un fonctionnement continu conformément aux directives de la NEMA

Foire Aux Questions

Selon la brochure SI : N·m (Newton-mètre) est le couple (force × distance), unité kg·m^2/s^2. N/m (Newton par mètre) est la rigidité du ressort (force/distance), unité kg/s^2. Quantités complètement différentes malgré une notation similaire. Le couple tourne ; la rigidité résiste au déplacement linéaire.
L'industrie historique des loisirs téléguidés aux États-Unis est normalisée sur oz·in. Gammes typiques par Hitec/Futaba : micro-servos de 15 à 30 oz·in (0,1-0,2 N·m), servos standard de 40 à 100 oz·in (0,3-0,7 N·m), couple élevé de 150 à 500 oz·in (1-3,5 N·m). Convertissez en N·m en divisant par 141,6. Les servos industriels utilisent N·m directement.
Statique : T = m × g × r_cm (masse × gravité × distance au centre de masse). Dynamique : ajoutez T_accel = I × alpha (moment d'inertie × accélération angulaire). Total : moteur T > (T_statique + T_dynamique) × facteur de sécurité/ratio d'engrenage/efficacité. Utilisez un facteur de sécurité de 1,5 à 2 fois pour des charges variables. Incluez le couple de friction pour les systèmes à engrenages.
Le couple de décrochage est le couple maximal lorsque l'arbre du moteur est maintenu à l'arrêt (régime nul, courant maximal). Selon la norme NEMA MG-1 : le moteur utilise le courant du rotor bloqué (6 à 8 fois la valeur nominale) au décrochage. Un fonctionnement continu au décrochage provoque une panne thermique en quelques secondes. Utiliser le couple de décrochage uniquement pour les charges maximales/transitoires inférieures à 1 seconde.

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