扭矩单位换算器：N·m、lbf·ft 和 kgf·m

扭矩单位换算器

扭矩是使物体扭转的力。扭矩单位换算器可将一个扭矩数值从一种单位换算为另一种单位，例如将牛顿米换算为磅力英尺。本页面可在牛顿米、磅力英尺和千克力米之间进行换算，并同时显示三种数值。

扭矩等于力乘以转动点到力作用位置的距离。同样大小的推力作用在较长的扳手上，比作用在较短的扳手上产生更大的扭矩。

转换器的功能

用户输入一个数值，并选择该数值所使用的单位。页面会返回以三种单位表示的相同扭矩。

• 结果显示为八位有效数字。只有显示值会进行舍入，换算使用用户输入的原始数值。
• 数值小于0.0001，或达到十亿及以上时，会以科学计数法显示。零则以普通的0显示。
• 支持负值。扭矩具有旋转方向，因此小于零的数值表示向相反方向扭转。
• 输入框为空时，会显示提示而不是数字。链接所携带的单位若不在本页面提供的单位之列，则会显示消息而不是进行转换。

三种单位

牛顿米是国际单位制单位：一牛顿的力作用在距转动点一米处。其他两种单位分别是固定数量的牛顿米。这两个数量都不是测量值，因此不会随时间变化。

扳手上或维修手册中写作“lb-ft”或“ft-lb”的扭矩单位，指的都是磅力英尺。这两种写法表示同一个单位，区别仅在于词语顺序不同。

扭矩换算公式

这里的每个单位都是牛顿米的固定倍数，因此换算只需先乘法、再除法。数值先换算为牛顿米，再换算为所需单位：

$\tau_2 = \frac{\tau_1 \times k_1}{k_2}$

其中，$\tau_1$是输入的扭矩，$k_1$是所选单位每一单位所包含的牛顿米数，$k_2$是目标单位每一单位所包含的牛顿米数，$\tau_2$是结果。

换算过程中不会加上或减去任何数值，因为三种刻度在相同的扭矩下都读作零。变化的只有每个刻度的步长。温度换算则不同：摄氏度和华氏度从不同的起点开始计数，因此仅进行乘法的换算器会将0 °C显示为0 °F，而不是32 °F。

两种非国际单位制单位的来源

两者都以标准重力为基础，第3届国际计量大会在1901年将标准重力确定为正好9.80665 m/s²。这是约定值，而不是当地测量值；正因为如此，质量单位才可以代替力单位使用。

磅力是1959年国际磅（正好为0.45359237 kg）在该重力作用下产生的力，数值为4.4482216152605 N。磅力英尺是该力作用在距转动点一英尺处的扭矩，同一项1959年协议将英尺确定为正好0.3048 m。

$1\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft} = 4.4482216152605\ \mathrm{N} \times 0.3048\ \mathrm{m} = 1.3558179483314004\ \mathrm{N}\cdot\mathrm{m}$

千克力是一千克质量在同一重力作用下产生的力，因此千克力米就是以扭矩形式表示的标准重力：

$1\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m} = 1\ \mathrm{kg} \times 9.80665\ \mathrm{m/s^2} \times 1\ \mathrm{m} = 9.80665\ \mathrm{N}\cdot\mathrm{m}$

比较这两个单位时，重力因素会相互抵消，因为每个单位都包含一次重力。剩下的就是磅乘以英尺：

$\frac{1\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft}}{1\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m}} = 0.45359237 \times 0.3048 = 0.138254954376$

NIST特别出版物811附录B列出的磅力英尺，四舍五入为1.355818 N·m。

示例：将车轮螺母拧紧至100 N·m

除以一磅力英尺所包含的牛顿米数，就得到美国和英国使用的数值：

$\tau = \frac{100}{1.3558179483314004} \approx 73.756215\ \mathrm{lbf}\cdot\mathrm{ft}$

将同一个100除以9.80665，就得到千克力米数值；这种单位仍见于较旧的维修手册和一些扭矩扳手：

$\tau = \frac{100}{9.80665} \approx 10.197162\ \mathrm{kgf}\cdot\mathrm{m}$

对于此输入，页面并列显示100 N·m、73.756215 lbf·ft和10.197162 kgf·m。三者都表示同一把扳手上的同一个设定值。数值不同是因为单位不同，并不是因为螺母被拧得更紧。

常见扭矩换算

每一行显示一个单位换算成另外两个单位的结果，保留八位有效数字。

哪些数值是精确的，哪些经过舍入

三种单位都建立在定义之上，但只有其中一些定义可以完整写成十进制数。

• 1 lbf·ft正好等于1.3558179483314003 N·m。小数在此处结束，因为英尺和磅力本身都是精确的十进制数。
• 1 kgf·m正好等于9.80665 N·m，也就是标准重力的数值。
• 1 lbf·ft正好等于0.138254954376 kgf·m。重力相互抵消，磅乘以英尺仍然是精确的十进制数。
• 1 N·m等于0.73756214927726540… lbf·ft，小数位永不结束，因此写出的任何十进制数都只是截短值。
• 1 kgf·m等于7.2330138512098940… lbf·ft，同样是无限不循环小数。

换算器根据定义常数计算每个换算因子，而不是存储截短的小数，因此读者看到的舍入来自显示过程，而不是来自后台数值。八位有效数字足以清楚显示定义值，也足以隐藏计算机运算的末位数字；这些末位包含的是舍入噪声，而不是有用信息。

常见问题

一英尺磅力等于多少牛顿米？ 一磅力英尺正好等于1.3558179483314003 N·m，页面将其显示为1.3558179 N·m。反过来，一牛顿米等于0.73756215 lbf·ft。

ft-lb和lb-ft相同吗？ 相同。两者都表示一磅力作用在距转动点一英尺处产生的力矩。手册对同一单位可以使用任意一种词语顺序。

牛顿米和焦耳相同吗？ 两者都由牛顿和米构成，但测量的对象不同。焦耳测量能量，而扭矩只有在轴实际转动时才会做功。这两个名称有意区分：能量用焦耳表示，扭矩用牛顿米表示。

千克力米用于什么？ 它是一种较旧的公制扭矩单位，仍见于维修手册和一些扭矩扳手上。一千克力米等于9.80665 N·m，或7.2330139 lbf·ft。

负扭矩可以换算吗？ 可以。扭矩带有正负号，因为它具有旋转方向，因此小于零的数值表示向相反方向扭转。页面会对其进行换算，而不会拒绝该数值。

为什么页面显示这么多位数字？ 八位有效数字既能清楚显示定义值，又不会显示包含舍入噪声的运算末位。存储的常数从不截短，因此较短的显示结果不会反过来影响下一次换算。