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：

TL?Tg?Ci旋转运动：

TL?9.55FgVg?Cnd平移运动：

TL?GzR?i?CTL?GzR??iC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，TM、TL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GD2的概念，它们之间有什么关系？ J和GD2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?

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dT来判断，即在dnM交点(平衡点)处，dTdn?dTLdn。(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=0.92，各齿轮的飞轮惯量分别为

(GD2)1?29.4N.m2，

(GD2)2?78.4N.m2，(GD2)3?49N.m2，(GD2)4?196N.m2，电动机的飞轮

惯量(GD2)M?294N.m2，负载的飞轮惯量(GD2)g?450.8N.m2，负载转矩Tg?470.4N?m2，试求: (l)折算到电动机轴上的负载转矩TL (2)折算到电动机轴上系统的飞轮惯量(GD2)a 解： (1) (2)

TL?TgWL?cWM?TgZ1Z31Z2Z4?c2=470.4/3/5/0.92= 34.0869565217391

(GD2)2?(GD2)32i1(GD)a?(GD)M?(GD)1?22?(GD2)4?(GD2)g22i1i2

=294+29.4+(78.4+49)/3/3+(196+450.8)/3/3/5/5 = 340.430222222222 1.11 解：

(1) (2) (3)

(GD)a?(GD)M22ng?v?nm?1450/(2*1.5*2)= 241.666666666667 i1i2i3n3?D?(1455/2/1.5/2)*3.1416*0.150/60= 1.904595 60Pg?Fv=2000* 1.904595=3809.19

PL?Pg?1?2?3?3809.19/0.9/0.9/0.9= 5225.22633744856

(GD2)1(GD2)2(GD2)3??22?2222i1i1i2i1i2i3+?

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