機(jī)電傳動控制馮清秀鄧星鐘第五版習(xí)題【1】
及答案
第二章機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)
2.1說明機(jī)電傳動系統(tǒng)運(yùn)動方程中的拖動轉(zhuǎn)矩，靜態(tài)轉(zhuǎn)
矩和動態(tài)轉(zhuǎn)矩的概念。
拖動轉(zhuǎn)矩是有電動機(jī)產(chǎn)生用來克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，以帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動的。靜態(tài)轉(zhuǎn)矩就是由生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。動態(tài)轉(zhuǎn)矩是拖動轉(zhuǎn)矩減去靜態(tài)轉(zhuǎn)矩。2.2從運(yùn)動方程式怎樣看出系統(tǒng)是處于加速，減速，穩(wěn)
態(tài)的和靜態(tài)的工作狀態(tài)。
TM-TL>0說明系統(tǒng)處于加速，TM-TL<0說明系統(tǒng)處于減速，TM-TL=0說明系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)（即靜態(tài)）的工作狀態(tài)。
2.3試列出以下幾種情況下（見題 2.3圖）系統(tǒng)的運(yùn)動
方程式，并說明系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)是加速，減速，還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際作用方向）
TM TM
TL
TL
N
TM=TL TM<TL
TM-TL>0說明系統(tǒng)處于加速。TM-TL<0說明系統(tǒng)處于減速
TM TL TM TL
TM>TL TM>
TL 系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)是減速
系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)是加TM TL 系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)是減速
速
2.4多軸拖動系統(tǒng)為什么要折算成單軸拖動系統(tǒng)？轉(zhuǎn)矩
折算為什么依據(jù)折算前后功率不變的原則？轉(zhuǎn)動慣量折算為什么依據(jù)折算前后動能不變的原則？
因?yàn)樵S多生產(chǎn)機(jī)械要求低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，而電動機(jī)一般具有較高的額定轉(zhuǎn)速。這樣，電動機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間就得裝設(shè)減速機(jī)構(gòu)，如減速齒輪箱或蝸輪蝸桿，皮帶等減速裝置。所以為了列出系統(tǒng)運(yùn)動方程，必須先將各轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量或直線運(yùn)動部分的質(zhì)量這算到一根軸上。轉(zhuǎn)矩折算前后功率不變的原則是P=Tω,p不變。轉(zhuǎn)動慣量折算前后動能不變原則是能量守恒MV=0.5Jω2
2.5 為什么低速軸轉(zhuǎn)矩大，高速軸轉(zhuǎn)矩小？
因?yàn)镻=Tω,P不變ω越小T越大，ω越大T越小。
2.6為什么機(jī)電傳動系統(tǒng)中低速軸的GD2逼高速軸的GD2
大得多?
因?yàn)镻=Tω，T=G?D2/375.P=ωG?D2/375.,P不變轉(zhuǎn)速越小GD2越大，轉(zhuǎn)速越大GD2越小。
2.7 如圖2.3（a）所示，電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量
M M
L L
M
z.。
J=2.5kgm2，轉(zhuǎn)速n=900r/min；中間傳動軸的轉(zhuǎn)動慣量J=11116666kkkkggggmmmm2,,,，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速速速nnnn====66660000rrrr////mmmmiiiinnnn 。。。。試試試試求求求求折折折折算算算算到到到到電電電電動動動動機(jī)軸上的等效專慣量。
折 算 到 電 動 機(jī) 軸 上 的 等 效 轉(zhuǎn) 動慣
量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15
J=JM+J1/j2+JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2
.2.8如圖2.3（b ）所示，電動機(jī)轉(zhuǎn)速nM=950r/min ，齒
輪減速箱的傳動比J1=J2=4，卷筒直徑D=0.24m，滑輪的減速比J3=2，起重負(fù)荷力F=100N，電動機(jī)的費(fèi)輪轉(zhuǎn)距GD2=1.05Nm2，齒輪，滑輪和卷筒總的傳動效
率為0.83。試球體勝速度v 和折算到電動機(jī)軸上的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩TL 以及折算到電動機(jī)軸上整個拖動系統(tǒng)的飛輪慣量GD2
ωM=3.14*2n/60=99.43rad/s.
提 升 重 物 的 軸 上 的 角 速 度 ω = ω
M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/s
v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/sTL=9.55FV/ηCnM=
9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NMGD2=δGD2+GD2/j2
Z M L L
=1.25*1.05+100*0.242/322
