第二节 工作机构转矩、力、飞轮力矩和质量的折算
运动方程学习
4
第5页/共22页
第7章 电力拖动系统的动力学基础
对于多轴电力拖动系统，因为在不同的轴上具有各自不同的转动惯量和转速， 则需要对每根轴分别写出运动方程式，各轴间相互关系的方程式，并根据传动功率 相等的原则联系，联立求解。显然这是较复杂的，而对电力拖动系统来说，一般不 需要详细研究每根轴的问题，而只把电动机的轴作为研究对象即可。
2024/8/8
14
第15页/共22页
215024/8/8
第7章 电力拖动系统的动力学基础
2、位能性恒转矩负载
负载转矩由重力作用产生，不 论生产机械运动的方向变化与否， 负载转矩的大小和方向始终不变。 例如起重设备提升重物时，负载转 矩为阻转矩，其作用方向与电动机 旋转方向相反，当下放重物时，负 载转矩变为驱动转矩，其作用方向 与电动机旋转方向相同，促使电动 机旋转。负载特性如图所示。
如果传动机构为多级齿轮或带轮变速，则总的速比应为各级速比的乘 积，即
j j1 j2 j3
2024/8/8
6
第7页/共22页
第7章 电力拖动系统的动力学基础
三、工作机构直线作用力的折算
根据传送功率不变
Tz Fzvz 2πn / 60
Tz
9.55 Fzvz n
2024/8/8
7
第8页/共22页
第四、7章传动机电构力与拖工动作机系构统飞的轮动力矩力的学折基算础
根据存储动能不变
1 2
J2
1 2
J d 2
1 2
J112
1 2
J
2
2 2
1 2
J z2z
J
Jd
J1
/
1
2
J2
/
转矩、转动懊量和飞轮转矩的折算
转矩、转动懊量和飞轮转矩的折算上节所介绍的是单轴拖动系统的运动方程式,但实际的拖动系统一般是多轴拖动系统，如图2-20所示。
在这种情况下，为了列出这个系统的运动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量都折算到某一根轴上,一般折算到电动机轴上,即折算成图2-18所示的最简单的典型单轴系统，折箅时的基本原则是折算前的多轴系统同折算后的单轴系统，在能量关系上或功率关系上保持不变。
下面介绍折算方法。
负载转矩是静态转矩，可根据静态时功率守恒原则进行折算。
对于旋转运动，如图2-20(0所示，当系统勾速运动时,生产机械的负载功率为』式中，71和"^生产机械的负载转矩和旋转角速度。
图2-20多轴抱动系统率的过程中有损耗，—输出功莾1=11^11 (？―的)，0^ 1^3式中，》为电动机拖动产生机械运动时的传动效率，）^"^/^为传动机构的速比。
对于直线运动，如图2-20(10所示的卷扬机构就是一例。
若生产机械直线运动部件的负载力为尸，运动速度为^则所需的机械功率为它反映在电动机轴上的机械功率为如果是电动机拖动生产机械旋转或移动，则传动机构中的损耗应由电动机承担,根据功率平銜关系就有丁,^^0〜。
将^》^,^!^""/^代人上式可得(^！^^-？. 551 "丄)』―"〉'―〉、1-11、式中，〜为电动机轴的转速。
如果是生产机械拖动电动机旋转，例如，卷扬机构下放重物时，本文章由轴承网站整理发布，转载请注明出处第2章机电传动分析的基础知识式中，八为生产机械拖动电动机运动时的传动效率。
1.转动惯最和飞轮转矩的折算由于转动惯量和飞轮转矩与运动系统的动能有关，因此，可根据动能守恒原则进行折箅。
对于旋转运动,如图2-20(10所示的拖动系统,折算到电动机轴上的总转动惯量为式中,^丄、入为电动机轴、中间传动轴、生产机械轴上的转动惯量;为电动机轴与中间传动轴之间的速比&^^/^为电动机轴与生产机械轴之间的速比;咖、的、^分别为电动机轴，中间传动轴、生产机械轴上的角速度。
2转动惯量和飞轮转矩折算
n f（TL）
2.3.2 分类 • 恒转矩型机械特性（TL为常数）
•
• •
恒功率型机械特性（P为常数）
离心式通风机型机械特性 直线型机械特性
1) 恒转矩型机械特性（TL为常数）
(a) TL为反抗转矩（摩擦转矩）时， l 恒与运动方向相反，阻碍运动 l 符号总是正的 l 如：金属切削机床等（切削力）
2.4 系统稳定运行条件
2.4.1 基本要求 系统稳定运行，即电动机的机械特性与生产机械 的机械特性配合好。
2.4.2 稳定运行的含义
1) 系统匀速运转
2) 在干扰消除后，系统恢复到原运行速度
2.4.3 稳定运行的条件
n f（TM），
n f（TL）
n n０ na n’a
1) 必要条件
a
TM = TL ，方向相反，两特性曲线有
（加速， TM TL ）
2) 制动
TM TL
2.2.1 负载转矩折算（ TL 为静态转矩）
根据静态时功率守恒原则，则 1) 旋转运动
' ' P P T 出 L L L 传动效率 C P入 PM TL M
2.1.3 转矩方向的确定
1) TM与n方向一致 TL与n方向相反 2) TM与n方向相反 TL与n方向一致 TM取“+”号（拖动转矩TM） TL取“+”号（制动转矩TL） TM取“-”号（制动转矩TM） TL取“-”号（拖动转矩TL）
2.1.4 举例（如提升机）
1) 启动
TM TL Td 0
2.1 运动方程式
单轴机电传动系统如图所示：
+ω
+TM
生产机械
M
+TL
2转动惯量和飞轮转矩折算
1) 恒转矩型机械特性（TL为常数）
(a) TL为反抗转矩（摩擦转矩）时， l 恒与运动方向相反，阻碍运动 l 符号总是正的 l 如：金属切削机床等（切削力）
(b) TL为位能转矩时， l 作用方向恒定，与运动方向无关 l 符号有时为正，有时为负 l 如：卷扬机起吊重物等
2) 恒功率型机械特性（P为常数）
J1 j12
JL
j
2 L
2
m
2 M
GDZ2
N m2
GDM2
GD12 j12
GDL2 jL2
365
G 2
N
m / s 2
n2
M r / min2
注意：365
3) 多轴拖动系统的运动方程式
TM Nm
2) 制动
TM TL Td 0
（减速，直到停止）
2.2 多轴拖动系统的转矩折算
2.2.1 负载转矩折算（TL 为静态转矩）
根据静态时功率守恒原则，则
1) 旋转运动
传动效率
C
P出 P入
PL' PM
TL'L TL M
故 折算到电动机轴上的负载转矩 TL 为
TL
TL' L CM
TL'
C jL
（速比
jL
M L
）
2) 直线运动
传动效率
C
P出 P入
F TL M
故
TL Nm
9.55F N m/s n C M r / min
而
rad / s
2
转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
例题
• 动力学
位移与角度 速度 加速度 质量、转动惯量、飞轮转矩 牛顿定律 功、功率、动能
• • • • •
折算的原则 转矩的折算 作用力的折算 转动惯量和飞轮转矩的折算 直线运动质量的折算
例1 、
• 图示的电机拖动系统中，已知飞轮矩GDm2=14.7N· m2， GD12=18. 8 N· m 2，GDL2=120 N· m 2，拖动效率η1=0.91， η2=0.93，负载转矩TL=85 N· m，转速n=2450r/min， n1=810r/min，nL=150r/min，忽略电动机空载转矩，求： • 折算到电动机轴上的系统总惯量J； • 折算到电动机轴上的负载转矩 。
2 1 GDd dn 1 + ( 2 2 2) 375 j1 j 2 j3 dt 1 2 3
800 2 2 .7 9 (3.5+ 2 + 2 + ) 2 2 2 2 2 3 375 2 0.9 2 1.5 0.9 2 1.5 2 0.9 800 4.769=10.17 N .m 2 = 375
2n f
150 2 3.1416 241.7 103 3.796KW 切削功率 P T f T 60 60
( 2 )电动机输出功率 P2
P
1 2 3
2 a
3.796 5.207KW 0.9 0.9 0.9
2 GDb2 GDc2 GDd ( 3 )系统总飞轮矩 GD GD 2 2 2 2 2 2 j1 j1 j 2 j1 j2 j3 2
2
m , GDc2 =2 .7 N· m , GDd2 =9 N· m ,各级传动效率1 = 2 =3 =90% , 动机轴), GDb2 = 2 N·
常用机构的转动惯量与扭矩的计算
常用机构的转动惯量与扭矩的计算引言：在机械工程中，常常需要计算机构的转动惯量和扭矩，这些参数是设计和分析机械系统的重要指标。
本文将介绍一些常用机构的转动惯量和扭矩的计算方法，以帮助读者更好地理解机械系统的运动行为。
一、刚性转动连杆机构刚性转动连杆机构是一种常见的机构，在此之前，我们需要对转动惯量和扭矩有所认识。
1.转动惯量的计算转动惯量是描述物体绕一些轴线转动的惯性大小。
对于刚性连杆机构而言，其转动惯量可以通过以下公式计算：I=m*r^2其中，I表示转动惯量，m表示物体的质量，r表示质点与轴线距离。
扭矩是描述物体受力作用下产生的转动效果的物理量。
对于刚性连杆机构而言，其扭矩可以通过以下公式计算：T=r*F其中，T表示扭矩，r表示力矩臂，F表示力的大小。
二、常见机构的转动惯量和扭矩计算1.单摆机构单摆机构由一个固定轴和一个摆动物体组成，其转动惯量和扭矩的计算公式如下：I=m*L^2T = m * g * L * sinθ其中，I表示摆动物体的转动惯量，m表示摆动物体的质量，L表示摆长，g表示重力加速度，θ表示摆动物体相对垂直方向的偏角。
2.齿轮传动机构齿轮传动机构由驱动轮和从动轮组成，其转动惯量和扭矩的计算公式如下：I=m*r^2T=F*r其中，I表示轮的转动惯量，m表示轮的质量，r表示轮的半径，F表示作用在轮上的力。
3.曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构由曲柄和摇杆组成，其转动惯量和扭矩的计算公式如下：I=m*r^2T=F*r其中，I表示摇杆的转动惯量，m表示摇杆的质量，r表示摇杆的长度，F表示作用在摇杆上的力。
4.平行四边形机构平行四边形机构由两个平行的连杆和两个交叉连杆组成，其转动惯量和扭矩的计算公式如下：I = m * a^2 * (sinδ)^2 + 1/12 * m * b^2T = F * a * sinδ其中，I表示交叉连杆的转动惯量，m表示交叉连杆的质量，a表示平行连杆的长度，δ表示平行连杆与交叉连杆之间的夹角，b表示交叉连杆的长度，F表示作用在交叉连杆上的力。
转动力矩计算公式
转动力矩计算公式转动力矩又称为转矩，是使物体发生转动的一种特殊的力矩。
在物理学和工程学中，转动力矩可是个相当重要的概念。
咱们先来说说转动力矩的基本定义。
简单来讲，转动力矩就是力和力臂的乘积。
这就好比你用扳手拧螺丝，你施加在扳手上的力，乘以从螺丝到你施力点的距离，得到的就是转动力矩。
那转动力矩的计算公式是啥呢？一般来说，转动力矩 T 等于力 F 乘以力臂 L ，用公式表示就是 T = F × L 。
这里的力 F 单位通常是牛顿（N），力臂 L 的单位通常是米（m），所以转动力矩 T 的单位就是牛顿米（N·m）。
给您讲个我之前遇到的事儿吧。
有一次我去朋友的汽修厂玩，正好看到他们在修一辆车的发动机。
师傅们需要拆卸一个大螺丝，可是怎么都拧不动。
我就好奇地凑过去看，发现他们用的扳手不太合适，力臂太短了。
后来找了一个更长力臂的扳手，施加差不多的力，一下子就把螺丝拧下来了。
这其实就是转动力矩在实际生活中的应用。
力没变，增加了力臂，转动力矩就增大了，也就更容易完成工作。
在机械设计中，转动力矩的计算那可是至关重要。
比如说设计一个齿轮传动系统，如果不精确计算各个齿轮所受到的转动力矩，那整个系统可能就运转不顺畅，甚至会出故障。
再比如在电机的选择上，得根据负载所需要的转动力矩来挑选合适功率的电机。
如果电机提供的转动力矩不够，设备就没法正常工作；要是选的电机转动力矩太大，又会造成浪费，增加成本。
在物理学的实验中，我们也经常会用到转动力矩的知识。
比如研究杠杆平衡的时候，通过改变力和力臂的大小，来观察转动力矩对杠杆平衡的影响。
总之，转动力矩虽然听起来有点抽象，但在我们的生活和工作中可是无处不在。
无论是简单的日常修理，还是复杂的机械工程，都离不开对转动力矩的准确计算和合理应用。
只要我们掌握了转动力矩的计算公式，并且能够灵活运用，就能解决好多实际问题，让我们的生活变得更加便捷，工作更加高效。
希望您通过我的这番讲解，对转动力矩计算公式有了更清晰的认识和理解！。
第二章 电力拖动系统的动力学基础
1 2 GD f 4g
2
GD f
2
，动能为
)
2
(
2n f 60
折合到电机转轴上后的飞轮矩 动能 2 1 GDF 2n
( 2 4g
2 GDF
GDF
2
，其
)
2
60
化简后得到
GD f j
2
2
工作机构转轴上有转速 nb 的轴，其飞轮矩 2 为 GDb ，动能为
1 2 GDb 4g
损耗有：
TF
GR j
T 1 )
GR j
(
GRห้องสมุดไป่ตู้j
(2
GR j
重物下放时传动机构效率为： 2
1
电机轴上电磁转矩为T 、折算后负载转矩 为 GR 、传动机构损耗为 T 。
j
忽略空载转矩，三者关系有：
提升重物时电机负担 T ，则
TF GR j
提升重物
T
电机轴上电磁转矩为T 、折 算后负载转矩为 GR 、
j
传动机构损耗为 T 。
忽略空载转矩，三者关系有：
重物下放时负载负担 T，则：
TF
GR j
T
下放重物
2.3 负载转矩特性与电力拖动系统稳定运行条件
生产机械运行常用负载转矩标志其负载的大 小。不同的生产机械的转矩随转速变化规律不同， 用负载转矩特性来表征，即生产机械的转速n与 n f (TL ) 负载转矩TL之间的关系 。 各种生产机械特性大致可归纳为以下3类。
结论：若两条特性曲线有交点（必要条件），且在工 作点上满足 在T
TL 处
转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
2
(指电动机
2 m m m 轴), GD1 = 2 N· , GD2 =2 .7 N· , GD3 =9 N· ,各级传动效率1 = 2 =3 =90% ,求:
2
2 2
( 1 )切削功率; ( 2 )电动机输出功率; ( 3 )系统总飞轮矩; ( 4 )忽略电动机空载转矩时,电动机电磁转矩; ( 5 )车床开车但未切削时,若电动机加速度
=
2 2 GDM dn 1 GD12 dn 1 1 GD2 dn 1 ( 5 ) TM + + ( ) ( 2 ) 375 dt 375 i12 dt 1 375 i12i2 dt 1 2
1 GD32 dn 1 + ( 2 2 2) 375 i1 i2 i3 dt 123
800 2 2 .7 9 (3.5+ 2 + 2 + 2 ) 375 2 0.9 2 1.5 2 0.9 2 2 1.5 2 2 2 0.9 3 800 4.769=10.17 N .m 2 = 375
负载转矩
150 1 1 1 ＝6.15(N· m) TL =TL = 85 2450 0.91 0.93 j
例2
某车床电力拖动系统中,已知切削力 F=2000 N ,工件直径 d=150 mm ,电动机转速 n=1450
2 r /min,减速箱的三级转速比 i=2 ,i=1.5 ,i=2 ,各转轴的飞轮矩为 GDM =3. 5 N· m 2
2n f
150 2 3.1416 241.7 103 3.796KW 切削功率 P T f T 60 60
( 2 )电动机输出功率 P2
P
1 2 3
2 M
转动惯量和飞轮力矩.ppt
8-1 电力拖动系统的运动方程
引言：电力拖动系统的基本概念 拖动：用原动机使生产机械产生运动，以完成一定的生产任 务。 电力拖动：是用各种电动机作为原动机的拖动形式。
电力拖部分的转动半径，m
D ：系统转动部分的转动直径，m
g ：重力加速度=9.8m/s2
GD2 4g 2 60 dn dt GD2 375 dn dt
T-Tz=
=
T-Tz=
GD2 375
dn dt
系数375具有m/min.s量纲
GD2：系统转动部分的总飞轮惯量（飞轮矩）
电源
控制设备 电动机 传动和工作机构
一. 运动方程式 电动机作直线运动（直线电动机）：
dv F FZ m dt
电动机作旋转运动：
d T TZ J dt
电动机运行时的轴受力如图示，由力学定律可知,其必须遵守上列 方程式: n 电动机 T T0 T2 生产机械 T 轴 n
Tz
d T TZ J dt
T：电磁转矩； Tz：负载转矩,N.m
J：电动机轴上的总转动惯量，kg.m2
：电动机角速度,rad/s
在工程计算中,常用n代替表示系统速度, 用飞轮力矩GD2代替J表示系统机械惯性。
=2n/60 J =m2=(G/g)(D2 )/4=GD2/4g m：系统转动部分的质量，Kg G：系统转动部分的重量，N
电力拖动系统的运动状态： 当T=Tz
dn
dt dn dt dn
=0
稳态，匀速
暂态，加速 暂态，减速
当T>Tz
飞轮制动力矩的计算公式
飞轮制动力矩的计算公式飞轮是机械系统中常见的储能元件，在很多领域都有重要的应用。
而要了解飞轮的性能，计算其制动力矩就是一个关键的环节。
咱们先来说说飞轮制动力矩的基本概念哈。
想象一下，你骑着自行车快速下坡，为了控制速度，你得刹车，这时候刹车施加的力产生的力矩，就有点类似于飞轮制动力矩。
只不过飞轮的情况要更复杂一些。
飞轮制动力矩的计算公式通常会涉及到多个参数。
比如说飞轮的转动惯量、角速度的变化量，还有制动时间等等。
就拿一个实际的例子来说吧，我之前在一个工厂里，看到一台大型的机械设备在运行。
这台设备里就有一个飞轮，用于平衡能量的波动。
有一次，这设备出了点故障需要紧急停车，工程师们就得计算飞轮的制动力矩，来确定制动装置需要提供多大的力量。
他们拿着各种测量工具，忙前忙后，又是测转速，又是计算转动惯量。
我在旁边看着，心里那个好奇呀。
那具体的计算公式是咋样的呢？一般来说，飞轮制动力矩可以用下面这个公式来计算：$M = J \times \alpha$ 。
这里的$M$ 表示制动力矩，$J$ 表示飞轮的转动惯量，$\alpha$ 表示角加速度。
要计算转动惯量$J$，对于形状规则的飞轮，可以通过公式直接计算。
但如果形状比较复杂，可能就得通过实验或者借助一些专业的软件来确定了。
而角加速度$\alpha$ 呢，它等于角速度的变化量$\Delta \omega$ 除以制动时间$t$ ，也就是$\alpha = \frac{\Delta \omega}{t}$ 。
比如说，有一个飞轮，它的转动惯量是 10 千克·平方米，从初始角速度 100 弧度每秒减速到 0，用了 5 秒钟。
那先算角加速度，$\Delta\omega = 100 - 0 = 100$ 弧度每秒，所以角加速度$\alpha = \frac{100}{5} = 20$ 弧度每二次方秒。
然后再算制动力矩，$M = 10 \times 20 =200$ 牛·米。
电机拖动(动力学)ppt课件
电动机
1J1 m Tm Jm
电动机
T
Jeq 等效负载
j1
生产机械
Tmeq
j2 折算原则：折算前后系统动能不变
1 2
Jeq 2
1 2
Jmm2
1 2
J112
1 2
JR 2
Jeq
Jm j2
J1 j12
JR
除以 12
2
乘以4g
上15下
GDeq2=
GDm2 + j2
GD12 + j12
电力拖动系统的运动状态：
Tem
T
L
当Tem TL ,
dn 0 , 稳态匀速n M
dt
当Tem TL ,
dn 0 , 暂态加速
dt
当Tem TL ,
dn 0 , 暂态减速
dt
上10 下
二、转动惯量及飞轮惯量（飞轮矩）
转动惯量是物体绕定轴旋转时转动惯性的度量
J
mi
GDR2
JR
GDR2
T
GDm2 + j2
电动机
其中：修正系数=1.1~1.25
1J1 m Tm Jm
多轴系统等效为单轴系统 j1
生产机械
后的运动方程为：
j2
Tem
TL
GDe2q 375
dn dt
T
电动机
Jeq 等效负载
其中： TL= T0+ Tmeq
T0 Tmeq
上16 下
第四节 负 载 的 机 械 特 性
2
ri
r2dm
机械翻转机构转矩计算公式
机械翻转机构转矩计算公式
机械翻转机构的转矩计算涉及到机构的结构、材料、受力情况
等多个因素，通常需要根据具体的机构设计和应用情况来进行计算。
一般来说，机械翻转机构的转矩可以通过以下公式进行计算：
转矩 = 力矩× 杠杆臂长。
其中，力矩是作用在机构上的力乘以力臂的长度，力矩的计算
可以根据受力分析和静力平衡原理来进行。
杠杆臂长是指力矩作用
点到转轴的垂直距离，也需要根据具体机构的结构来确定。
另外，在实际工程中，由于机械翻转机构可能存在摩擦、惯性、动态载荷等因素，转矩的计算可能还需要考虑这些影响因素，需要
进行更为复杂的分析和计算。
总的来说，机械翻转机构的转矩计算是一个复杂的工程问题，
需要结合具体的机构设计和受力情况来进行综合分析和计算。
希望
我的回答能够帮到你。
第二节 工作机构转矩、力、飞轮力矩和质量的折算
(8-8)
(8-9)
四、工作机构直线运动质量的折算
(8-10)
例8-1
注意到 (8-7)
三、传动机构与工作机构飞轮力矩的折算
飞轮矩折算的依据是：折算前后，运动系统贮藏的动能总量不变． 仍以图8-2所示四轴旋转系统为例，设电动机轴，中间轴1，中 间轴2，工作机械轴上的转动惯量和角速度分别为Jd、Jl、J2 、Jz 和Ω、Ω1、 Ω2、 Ωz，整个系统表现在电动机轴上的总转动惯量 为J，则依折算前后总动能不变的原则，应有
第二节 工作机构转矩、力、飞轮力矩和质量的折算
一、工作机构转矩T/z的折算
•转矩的折算的依据是: 折算前后, 系统传递的功率不变 • 图8-2中，设工作机械轴上的实际负载转矩为T/z，T/z折算 到电动机轴上的值为Tz，若不考虑传动机械损耗，则应有
(8-6)
二、工作机构直线作用力的折算
折算时根据传送功率不变， 可写出如下关系式
常用机构转动惯量与扭矩计算
附录1.常用物体转动惯量的计算角加速度的公式a = (2n /60) /t 转矩 T=J* a =J*n*2 n /60) /t a -弧度/秒 t-秒 T -Nm n-r/min图i 矩形结构定义以a-a 为轴运动的惯量:以b-b 为轴运动的惯量:惯量的计算:m 3为为为位位位 单单单 量积度 质体密Ja - a公式中:m = Vx37 =Lxhxw12(4L 2+ w 2)矩形体的计算/ wI «图2圆柱体定义m = Vx§TTD12V = ---- XL4Dir =—2mx[>(Dt2空心柱体惯量m = Vx34m /(P O 2+D 2')+L 2>~4 \4 +_1 >r)<>图3空心柱体定义Jx =m x (Do 2+DF)图4-1摆臂1结构定义图4-2摆臂2结构定义J = m.R2J = m R? + rm n2图5曲柄连杆结构定义J M:电机惯量J L :负載惯量J L<SM :负载惯量折算到电机侧的惯量M L:负载;转矩J R :减速机折算到输入的愤量R :减速比r]R:减速机效率R= — = - 8M = 3W=R X3L9L 3L■总惯量:J IV!4* J R +J I r 阳■根据能量守恒定律；■折算到电机側的力矩：— = —图6带减速机结构定义J L :负载惯量Mi :负载力矩Jp M :电机侧带轮惯量D PM :电机侧带轮直径 N TM :电机側带轮齿数J PL :负载侧带轮惯量 □PL :负载带轮直径N TL :负载带轮齿数图7齿形带传动结构■总惯量：J TQ T= J 藝+ J 刖+ J 牡T M 斗J B -皿+ Z T 射■折算劃电机惯量：訂t 鑿心檢鷺翻,W 加囂。
zq■折算到电机扭矩：尿…IVk g = wDn r) R /)时7>q :减速机效率me :皮带质量 J P L J Dp — 6M = /?x Q L CO JW = R XCJ J L D PLJ M :电机惯量J L :负载」惯量M L :负载扭矩J GM :电机側齿轮惯量N IM :电机侧齿轮齿数J GL :负载齿轮惯量N R:负载齿轮齿数n:减速机效率R =——0/M = R^Q L COM= /?x torN TM■总惯量:■折算到电机惯量:■折算到电机力矩;.. ... .. ... .. ... ...... .. ... ....... .N刑M LS^=M L---- = ----/) Rrj图8齿轮组传动结构J M :电机惯量Jc :连接轴惯量ITlL :负载质量XL:负载位置VL:负载速度ITIT :滑台质量FP:做功力Fg :重力Ffr:摩擦力Js :丝杠惯量p :丝杠螺距(mm/rev)a:丝杠角度n:丝杠效率P:摩擦系数g:重力加速度图9丝杠传动结构■总惯量：i/ror™ J M + Jc + Js + J L何°2K折算到电机的惯量:折算到电机的力矩GJ M -——PW MC PI =TTD I= G M _X LC PIV L3怖= -----cpiJu :电机惯量mL:负载质量XL:负载位置V L :负载速度mo :传送带质量FP:作用力Fg :重力Frr :摩擦力jpx :辗轴惯量Dx :辗轴直径N TPI :主辐齿数p :传送带导程(mm/tooth)Cpi :主银周长a :倾角n:传送带效率P:摩擦系数g:引力系数图10传送带结构liliii瓦2出D：总惯量折算到电机的惯量曲 *(Fp + Fg + F 柠)D心x — /} 2E = \mL + mB)xgxsinaH = (me + mjx g x “ x cosaC G = TTD G = N repsA X L 八讥□jw =——(U M =——C G C GJ 帕：电机惯量 rriL:负载质量X L :负载位置 V L :负载速度F P :作用力 耳：重力 Ffr :摩擦力J G :齿轮惯量 D G :齿轮宜径N TG :齿轮齿数pc :齿轮导程(mm/tooth) C G :齿轮周长a :轴运动角度 q :齿轮传动效率 p:摩擦系数 g :引力参数图11齿轮齿条结构定义■总惯量:齿轮,齿条传动惯量的计算M LV LJ TOT —+J G +J I.T■折算到电机的惯量:■折算到电机的力矩:…(R + F.+ H) DJmt -+ /w = ------------- ——X° 2 斤=(m + mjx g x sina 耳=(mz + m L)x gxpx cosa1,确认您的负载额定扭矩要小于减速机额定输出扭矩，2,伺服电机额定扭矩*减速比要大于负载额定扭矩。
第三章 电动机和飞轮的计算
第三章 电动机和飞轮的计算第1节 总论曲柄压力机的工作特点是一短时间的高峰负荷，单独用电动机不可能满足扭矩的急剧变化的需要，采用飞轮后则能够把电动机不断供给它的能量株存起来，压力机在完成工序时，飞轮通过降低转速输出部分贮存的能量，在空行程时，再由电动机加速飞轮，以恢复动能的贮备。
在有飞轮的压力机中，由于工作行程时的高峰负荷主要由飞轮承担，所以电动机的功率比不用飞轮时可以减小到十二分之一。
例如：有飞轮的压力机其电动机为50千瓦时，没有飞轮的压力机需要600千瓦的电动机才足以供给压力机高峰扭矩的需要。
由此可见，采用飞轮可以颇大地减小电动机的额定功率，提高电动机的利用率，降低成本。
贮存在飞轮中的总能量为：E=21J ω²千克—米 （3-1a ）式中：J —飞轮及其连接部件的转动惯量（千克—米—秒²） ω—飞轮自由旋转时的角速度(弧度/秒) 飞轮在工作行程中所供给的功为:E=21J(ω1²-ω2²)千克-米 （3-1b ）式中: ω1—飞轮的初始角速度（弧度/秒）ω2—飞轮工作行程结束时的飞轮角速度（弧度/秒）从（3—1b ）式中看出：当飞轮速度降低10％时，飞轮供给的能量为其总能量的19％，降低20％时为36％，80％为51％。
由此可见，飞轮速度降低10％比降低20％其输出能量少将近一倍。
换句话说，如果输出功相等，前者的转动惯量应该比后者大将近一倍。
从设计的角度看，应该尽量减轻飞轮的重量和尺寸。
飞轮的惯量过大，不仅增加了制造成本，而且在发生事故时加剧了灾难性。
所以，在设计计算时，应该使飞轮的速度降尽可能大些。
但是，当飞轮的速度降低时，电动机的转速也跟着降低，电机的工作电流将成比例地增加，使电机的工作情况恶化。
图（3—1）表示电机的工作电流I 与转矩M 随其转差率S 的变化情况。
从图中看出，当S 增加时M 和I 开始于S 成正比例增加促使飞轮迅速恢复原有转速，这是我们所希望的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
注意到 (8-7)
三、传动机构与工作机构飞轮力矩的折算
飞轮矩折算的依据是：折算前后，运动系统贮藏的动能总量不变． 仍以图8-2所示四轴旋转系统为例，设电动机轴，中间轴1，中 间轴2，工作机械轴上的转动惯量和角速度分别为Jd、Jl、J2 、Jz 和Ω、Ω1、 Ω2、 Ωz，整个系统表现在电动机轴上的总转动惯量 为J，则依折算前后总动能不变的原则，应有
第二节 工作机构转矩、力、飞轮力矩和质量的折算
一、工作机构转矩T传递的功率不变 • 图8-2中，设工作机械轴上的实际负载转矩为T/z，T/z折算 到电动机轴上的值为Tz，若不考虑传动机械损耗，则应有
(8-6)
二、工作机构直线作用力的折算
折算时根据传送功率不变， 可写出如下关系式
(8-8)
(8-9)
四、工作机构直线运动质量的折算
(8-10)
例8-1