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Conversor de unidade de torque (N · m/lb · ft/oz · in)

Converta o torque entre Newton-metros (N·m), libra-pés (lb·ft), libras-polegadas (lb·in), oz·in e kg·cm. Essencial para projetos de motores, robótica e engenharia mecânica. Conversor de torque gratuito, resultados instantâneos.

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Fórmula

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

Referência: NIST SP 811: 1 lbf·ft = 1.3558179483314004 N·m, 1 kgf·cm = 0.0980665 N·m (exact)

Como Funciona

Esta calculadora converte entre Newton-metros, libra-pés, libras-polegadas, onça-polegadas e quilograma-centímetros para engenheiros mecânicos, roboticistas e projetistas de motores. De acordo com o folheto SI (BIPM), o medidor de Newton é a unidade de torque do SI: exatamente 1 N·m = 1 kg·m^2/s^2. Fatores de conversão de acordo com o NIST SP 811:1 N·m = 0.7376 lb·ft = 8.851 lb·in = 141.612 oz·in = 10.197 kgf·cm 1. O torque abrange 9 ordens de magnitude: milinewton-metros para micromotores (0,1-10 mN·m), Newton-metros para servos (0,5-50 N·m), e quilonewton-metros para acionamentos industriais (1-100 kN·m). Os servos Hobby geralmente especificam oz·in (20-300 oz·in típicos), enquanto usos automotivos s lb·ft (200-500 lb·ft 8 para motores). A relação P = T × ômega liga o torque à potência: 1 N·m a 1 rad/s = 1 W.

Exemplo Resolvido

Problema: A junta do braço de um robô deve levantar uma carga útil de 2 kg a 0,5 m de comprimento do braço com 2 × fator de segurança. Selecione um servomotore verifique a potência na rotação de 60 RPM.

Solução:

  1. Torque estático: T = m × g × r = 2 × 9,81 × 0,5 = 9,81 N·m
  2. Com fator de segurança 2×: T_required = 19.6 N·m
  3. Converta em servounidades de hobby: 19,6 × 141,612 = 2776 oz·in
  4. Converter em kgf·cm: 19.6 × 10.197 = 200 kgf·cm
  5. Converter em lb·ft: 19.6 × 0.7376 = 14.5 lb·ft
  6. Velocidade angular: ômega = 60 RPM × 2* pi/60 = 6,28 rad/s
  7. Potência: P = T × ômega = 9,81 × 6,28 = 61,6 W (na carga nominal, sem fator de segurança)
  8. Seleção: Dynamixel MX-106 (8,4 N·m contínuo, 10,0 N·m pico) - INSUFICIENTE; precisa de MX-64 ou caixa de câmbio externa

Dicas Práticas

  • ✓Servo motor ratings per NEMA/IEC: stall torque (T_s) is maximum at zero speed, continuous torque (T_c) is sustained rating. Típico T_c = 0,3-0,5 × T_s. Por motivos de segurança, projete para T_c > T_load com margem de 50%
  • ✓Relação torque-velocidade de acordo com a física do motor: T = k_t × I onde k_t é constante de torque (N·m/A). para motores de corrente contínua, k_t = k_e (constante EMF traseira V/ (rad/s)) por conservação de energia. Valores típicos de k_t : 0,01-0,1 N·m/A para motores pequenos
  • ✓A caixa de engrenagens aumenta o torque: relação T_out = T_in × 0 × eficiência. Uma caixa de engrenagens de 100:1 com 80% de eficiência transforma 0,1 N·m motor em 8 N·m saída. Combinação: a velocidade reduz proporcionalmente (entrada de 1000 RPM = saída de 10 RPM)

Erros Comuns

  • ✗Confundindo kgf·cm com kg·m - eles diferem em 100x. Um servo classificado como 5 kgf·cm produz 0,05 kg·m = 0.49 N·m, não 49 N·m. Sempre verifique se a especificação usa cm ou m para o braço da alavanca
  • ✗Misturando lb·ft e lb·in - 1 eles diferem em 12x. Um motor 10 lb·ft produz 120 lb·in. As especificações automotivas usam lb·ft; As especificações do servo/atuador geralmente usam lb·in ou oz·in
  • ✗Ignorando que as especificações de torque podem ser paralisadas (velocidade máxima, zero) versus contínuas (operação sustentada), operar com torque de parada causa danos térmicos. Use 50-70% da classificação de parada para serviço contínuo de acordo com as diretrizes da NEMA

Perguntas Frequentes

De acordo com o folheto SI: N·m (Newton-metro) é torque (força × distância), unidade kg·m^2/s^2. N/m (Newton por metro) é rigidez da mola (força/distância), unidade kg/s^2. Quantidades completamente diferentes, apesar da notação semelhante. O torque gira; a rigidez resiste ao deslocamento linear.
A indústria histórica de hobby de RC dos EUA padronizada em oz·in. . Faixas típicas de acordo com Hitec/Futaba: micro servos 15-30 oz·in (0,1-0,2 N·m), ), servos padrão 40-100 oz·in (0,3-0,7 N·m), de alto torque) 150-500 oz·in (1-3,5 N·m). ) Converta para N·m dividindo por 141,6. Os servos industriais usam o N·m diretamente.
Estática: T = m × g × r_cm (massa × gravidade × distância do centro de massa). Dinâmico: adicione T_accel = i × alfa (momento de inércia × aceleração angular). Total: T_motor > (T_static + T_dynamic) × safety_factor / gear_ratio / eficiência. Use 1,5-2 × fator de segurança para cargas variadas. Inclua torque de atrito para sistemas de engrenagens.
O torque de parada é o torque máximo quando o eixo do motor é mantido estacionário (zero RPM, corrente máxima). De acordo com o NEMA MG-1: o motor consome corrente do rotor bloqueado (nominal de 6-8 ×) na parada. A operação contínua na parada causa falha térmica em segundos. Use o torque de parada somente para cargas de pico/transientes < 1 segundo.

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