机电传动系统动力学基础复习提纲

↓=↑=C

L C L i GzR T i GzR T ηη

1. 机电传动系统动力学基础

1.1. 要求与要点

负载转矩折算公式为：

旋转运动：

平移运动：

升降运动：

1.2. 习题与思考题

1.1 机电传动系统动力学方程式中，M T 、L T 和n 的正方向是

如何规定的？如何表示它的实际方向？

1.2 说明J 和GD 2的概念，它们之间有什么关系？ J 和GD 2都表示系统机械惯性大小。

1.3 从动力学方程式中如何看出系统是处于加速、减速、匀速等运动状态?

i

Tg

T C L η=d

C L n FgVg

T η55.9=

加速度大于0、等于0、小于0系统分别处于加速、减速、匀速等运动状态。加速度由电动转矩和负载之和决定。

1.4 分析多轴机电传动系统时为什么要折算为单轴系统?折算的原则是什么?

折算原则是(1) 传递功率保持不变，(2)系统储存的动能不变。负载转矩的折算原则是折算前后系统传递功率不变，飞轮矩的折算原则是折算前后系统传递的动能不变

1.5 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小?

在同一电动机，功率保持不变的情况下，由于功率等于转矩与角速度的乘积，低速轴转矩大，高速轴转矩小。

1.6 起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗由电动机承担还是重物承担?提升和下放同.重物时，传动机构损耗的大小如果相同，传动机构的效率是否相等?

起重机提升重物时，电动机带动负载，功率由电动机传给负载。传动机构的损耗由电动机承担。

起重机下放重物时，负载带动电动机，功率由负载传给电动机。传动机构的损耗由负载承担。

提升和下放同.重物时，传动机构损耗的大小如果相同，传动机构的效率是否相等。

1.7 负载的机械特性有哪几种类型，各有什么特点? 见P15

1.8 什么叫稳定运行?机电传动系统稳定运行的条件是什么?

系统在受到外部干扰后，能恢复到原来平衡状态稳定运行。

机电传动系统稳定运行的条件是

(1) 电动机的机械特性曲线与负载的机械特性曲线有交点，即系统存在平衡点。

(2) 可以根据平衡点处对应的机械特性的dn

dT 来判断，即在交点(平衡点)处，dn dT dn dT

L

M 。(在机械特性曲线中即为反斜率)。

1.9 试列出图1.19所示几种情况下系统的动力学方程式，并

说明系统的运行状态是加速、减速还是匀速?(图中箭头方向表示转矩的实际作用方向)

加速：(d)

匀速：(a) (e) (f)

减速：(b) (c)

1.10 图1-20所示机电传动系统，减速机构为两级减速箱。

已知齿轮齿数之比Z2/Z1=3，Z4/Z3=5，减速机构的效率c η=0.92，各齿轮的飞轮惯量分别为212.4.29)(m N GD =，222.4.78)(m N GD =，232.49)(m N GD =，242.196)(m N GD =，电动机的飞轮惯量22.294)(m N GD M =，负载的飞轮惯量22.8.450)(m N GD g =，负载转矩24.470m N T g ⋅=，试求: (l)折算到电动机轴上的负载转矩T L (2)折算到电动机轴上系统的飞轮惯量a GD )(2 解： (1)

c g M c L g L Z Z Z Z T W W T T ηη14321===470.4/3/5/0.92= 34.0869565217391 (2) 2221242213

2221222)()()()()()()(i i GD GD i GD GD GD GD GD g M a +++++=

=294+29.4+(78.4+49)/3/3+(196+450.8)/3/3/5/5 = 340.430222222222

1.11 解： (1)

==321i i i n n m g 1450/(2*1.5*2)= 241.666666666667

==603D n v π(1455/2/1.5/2)*3.1416*0.150/60= 1.904595

Fv P g ==2000* 1.904595=3809.19 (2)

==321ηηηg L P P 3809.19/0.9/0.9/0.9= 5225.22633744856 (3) 23222132222122211222)()()()()(i i i GD i i GD i GD GD GD M a +++=+?

=3.5+2/2/2+2.7/4/1.5/1.5+9/4/2.25/2/2=4.55+？

(4) 空载制动转矩很小，忽略电动机空载制动转矩时，电机电磁转矩与输出转矩相等

602M

L

L

d n P P T πϖ=== 5225.22633744856/2/3.1416/1450*60=

34.4118064424578 (5)

dt dw g GD T a M ⨯=4)(24=4.55/4/9.8*84=9.75

1-12 解答：

(1)

21i i n n M L ==950/4/4

60D n v L π∙==950/4/4*3.1416*0.24/60=0 .74613 (2)

c L M L v G T ηω= 602M c L M c L L n v

G v G T πηωη⋅===100*0 .74613/0.83/3.1416/2/950*60=

0.903614457831325 (3)

22

22365)()(M L M a n v G GD GD +=δ=1.2*1.05+365*100*0.74613*0.74613/95

0/950

=1.28251514034

1-13 解答：

(1)