机电传动各章习题与解答

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1、各章习题及解答第2章习题2.1说明机电传动系统运动方程式中的拖动转矩、静态转矩和动态转矩的概念。答：拖动转矩：与机电传动系统转速n方向相同的转矩，既可以是电动机的转矩TM，也可以是负载转矩TL；静态转矩：即负载转矩TL；动态转矩：定义为Td＝TM－TL2.2从运动方程式怎样看出系统是处于加速的、减速的、稳定的和静止的各种工作状态?2.3试出以下几种情况下(见题2.3图)系统的运动方程式，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)。答：(a)Td＝TM－TL＝0，稳态，匀速(b)T

2、d＝TM－TL<0，减速(c)Td＝－TM－TL<0，减速(d)Td＝TM－TL>0，加速(e)Td＝－TM－TL<0，减速(f)Td＝－TM+TL＝0，匀速2.4多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则?转动惯量折算为杆么依据折算前后动能不变的原则?答：1）因为机电传动系统运动方程式是针对单轴拖动系统建立的，为了将该运动方程应用于多轴系统，必须进行折算；2）因为如果忽略传动损失，传动系统所传递的功率是守恒的，而传递功率P=Tw，即与转矩T相关，所以应依据功率不变的原则；3）同理

3、，根据动能守恒原则，E=1/2Jw2=Const，所以应遵守动能不变原则。2.5为什么低速轴转矩大?高速轴转矩小?答：根据功率守恒原则，有PL=PH而：PL=TL´wLPH=TH´wH因为：wH>wL故有：TH1，所以，TMwL故有：JH

4、低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多。2.7如图2.5(a)所示，电动机轴上的转动惯量JM＝2.5kg×m2，转速nM=900r/min；中间传动劫的转动惯量Jl＝2kg×m2，转速nl＝300r/min；生产机械轴的转动惯量JL=16kg.m2，转速nL＝60r/min。试求折算到电动机轴上的等效转动惯量。解：已知，JM=2.5kg×m2，nM=900r/min；J1=2kg×m2，n1=300r/minJL=16kg×m2，nL=60r/min依据，可求得：=2.5+2/9+16/225=2.79kg×m22.8如

5、图2.3(b)所示，电动机转速nM＝950r/min，齿轮减速箱的传动比j1=j2＝4，卷筒直径D=0.24m，滑轮的减速比j3＝2，起重负荷力F＝100N，电动机的飞轮转矩GD2＝1.05N·m2，齿轮、滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。试求提升速度v和折算到电动机轴上的静态转矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2Z已知，nM=950r/min，齿轮减速箱：j1=j2=4，卷筒：D=0.24m；滑轮：j3=2，起重负荷力F=100N，电动机飞轮转矩=1.05Nm2，齿轮、滑轮和卷筒的总效率h=0.83

6、。求：1)提升速度v；2)折算到电动机轴上的静态转矩TL3)折算到电动机轴上解：1)参考题图，可知重物提升的速度取决于滑轮的转速，易知：＝29.7r/min所以：＝0.37m/s2)根据，可求得=0.45N×m3)根据对匀速运动的负载而言，可求得G=mg=F＝100N将中间减速器的GD2按一定比例折算，即：取d＝1.2＝1.27Nm22.9一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载?答：可分为反抗负载与位能负载；2.10反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么特点?答：反抗静态转矩也称摩擦转矩，是因摩

7、擦、非弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用所产生的负载转矩，反抗转矩方向与运动方向始终相反，总是阻碍运动。位能静态转矩是由物体的重力和弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用所产生的负载转矩。位能转矩的作用方向恒定，与运动方向无关。2.11在题2.1l图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点?；哪些不是?解：根据机电传动系统稳定运行的条件，a、b、c、d、e都有交点，但在干扰消除后，有a)n1TL；n2>nN时，TMTL；n2>nN时，TM<

8、TL；符合稳定条件c)n1TL；n2>nN时，TMTL；n2>nN时，TM>TL；不符合稳定条件e)n1TL；n2>nN时，TM