机械效率和功率怎么计算：机械动力 功率是什么 怎么计算

机械效率和功率怎么计算：机械动力 功率是什么 怎么计算平移运动的力和速度之间关系的知识可以转移到旋转运动中。为此，再次考虑上一节中描述的绞盘。然而，这一次更详细地考虑了绳索绞盘的圆周运动和作用力。图：真实传输的能量流图变速箱不改变机械功率，只改变速力比，在一定功率后面！这意味着要么在较低的速度下产生较高的力，要么在较低的力下获得较高的速度。在理想情况下，由电机提供的输入功率 P i完全由齿轮传递到齿轮箱输出 (Po )。然而，实际上，由于摩擦，在齿轮装置中会出现功率损失Pi。这些由传输效率ηg (≤ 1) 表示： Po=Pi⋅ηg (8)

图：通过变速器改变力/速度比

因此，如果速度相应降低，则只能用更大的力提升较重的板条箱。另一方面，在给定的发动机功率 P 下，一个较轻的箱子（当拉起所需的力 F 较小时）可以以较高的速度 v 提升。

(7)

这正是传输发挥作用的地方。他们控制力量以支持更大的力量或支持更大的速度。传输不能同时增加两个量，因为这需要增加功率。但是，功率是由电机固定的，即使是变速箱也无法改变。

变速箱不改变机械功率，只改变速力比，在一定功率后面！这意味着要么在较低的速度下产生较高的力，要么在较低的力下获得较高的速度。

在理想情况下，由电机提供的输入功率 P i完全由齿轮传递到齿轮箱输出 (Po )。然而，实际上，由于摩擦，在齿轮装置中会出现功率损失Pi。这些由传输效率ηg (≤ 1) 表示：

Po=Pi⋅ηg (8)

图：真实传输的能量流图

旋转运动（圆周运动）时的功率

平移运动的力和速度之间关系的知识可以转移到旋转运动中。为此，再次考虑上一节中描述的绞盘。然而，这一次更详细地考虑了绳索绞盘的圆周运动和作用力。

图：用绞盘提升板条箱（旋转运动）

推导

绞盘在缠绕过程中以力 F 沿弧长Δs 拉动绳索。然而，经过的距离 Δs 不再描述为直线，而是描述为圆弧。然而，力总是平行于曲线路径的每一点。这意味着可以再次应用 W=F⋅Δs 的公式。

W=F⋅Δs (9)

在整个旋转过程中，绞盘将绳索完全绕其圆周缠绕一次，即力 F 沿圆形路径作用 Δs=2π⋅r。绞盘在这个旋转过程中所做的工作 W 最终确定如下：

W=F⋅2πr (10)

这一单圈的时间 Δt 也称为周期T（周期 =“每转持续时间”）。因此，在时间 T 内完成了 W=F⋅2π⋅r 的工作，得到 P：

作用力 F 和垂直对齐的杠杆臂 r 的乘积最终对应于执行旋转运动的绞盘卷筒上的有效扭矩 M。因此，这两个变量可以组合成扭矩 M。

考虑到表达式 1/T 的含义，该公式可以进一步解释。虽然周期T表示“每转的时间”，但周期1/T的倒数因此表示“每转的转数”。这对应于旋转运动的转速n（或频率 f）！转速 n（或频率 f）与周期 T 之间的关系如下：

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注：原则上，术语转速（用n表示）等同于术语旋转频率或简称频率（用f表示）。然而，虽然术语旋转速度经常与技术单位“每分钟转数”结合使用，但旋转频率 f 通常与物理单位“每秒转数”结合使用。请注意，即使在方程式中使用符号 n，也必须始终使用单位 1/s！

由扭矩 M 以恒定转速 n 驱动的部件的机械功率 P 是两个量乘以常数因子 2π 的乘积：

P=2π⋅M⋅n （13）

通过传输影响运动

在当前情况下，绞盘卷筒旋转所需的动力直接由电机提供。由于电机性能始终受到限制，因此电机无法产生任何所需的扭矩。然而，当提升更大的负载时，需要更高的扭矩。在这种情况下，必须插入一个齿轮箱，它会在给定的电机功率 P 下增加扭矩 M。在转换方程 (\ref{rotationsleistung)) 后，立即显而易见的是，更高的扭矩不可避免地会导致更低的速度 n。板条箱再也不能这么快地举起来了。

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图：通过变速器转换扭矩/速度比

另一方面，如果要以相应减小的扭矩 M 提升低负载，则可以通过齿轮装置降低扭矩以有利于转速 n。在这种情况下，可以更快地提升板条箱。

再次注意，功率P是由电机固定的，不能由变速器改变！变速箱只能控制扭矩和速度的比例！因此，由电机提供的动力仅由变速箱转换以提高扭矩，从而以牺牲速度为代价（反之亦然）。

变速器不改变机械功率，只改变扭矩-速度比，这在一定功率后面！这意味着低速时的高扭矩或低扭矩时的高速。

原则上，扭矩和速度当然可以通过更高的电机功率同时增加。但毕竟，发动机将无法提供无限的动力。最后，达到功率极限，扭矩的进一步增加只能通过不可避免地降低速度的变速箱来实现。此外，出于经济原因，增加发动机功率并不总是有意义的，因为这种电机通常比功率值较低的发动机更昂贵。

平移和旋转运动之间的联系

此时，公式（11) 计算旋转运动的功率有不同的解释：