
習題與思考題
第二章 機電傳動系統的動力學基礎
2.1 說明機電傳動系統運動方程中的拖動轉矩,靜態轉矩和動態轉矩。
拖動轉矩是由電動機產生用來克服負載轉矩,以帶動生產機械運動的。 靜態轉矩就是由生產機械產生的負載轉矩。動態轉矩是拖動轉矩減去靜態轉矩。
2.2 從運動方程式怎樣看出系統是處于加速,減速,穩態的和靜態的工作狀態。
TM-TL>0說明系統處于加速,TM-TL<0 說明系統處于減速,TM-TL=0說明系統處于穩態(即靜態)的工作狀態。
2.3 試列出以下幾種情況下(見題2.3圖)系統的運動方程式,并說明系統的運動狀態是加速,減速,還是勻速?(圖中箭頭方向表示轉矩的實際作用方向)
TM TL TL TM
N
TM=TL TM< TL
TM-TL<0說明系統處于減速。 TM-TL<0 說明系統處于減速
TM TL TM TL
TM> TL TM> TL
系統的運動狀態是減速 系統的運動狀態是加速
TM TL TM TL
TM= TL TM= TL
系統的運動狀態是減速 系統的運動狀態是勻速
2.4 多軸拖動系統為什么要折算成單軸拖動系統?轉矩折算為什么依據折算前后功率不變的原則?轉動慣量折算為什么依據折算前后動能不變的原則?
因為許多生產機械要求低轉速運行,而電動機一般具有較高的額定轉速。這樣,電動機與生產機械之間就得裝設減速機構,如減速齒輪箱或蝸輪蝸桿,皮帶等減速裝置。所以為了列出系統運動方程,必須先將各轉動部分的轉矩和轉動慣量或直線運動部分的質量這算到一根軸上。轉矩折算前后功率不變的原則是P=Tω, p不變。轉動慣量折算前后動能不變原則是能量守恒MV=0.5Jω2
2.5為什么低速軸轉矩大,高速軸轉矩小?
因為P= Tω,P不變ω越小T越大,ω越大T 越小。
2.6為什么機電傳動系統中低速軸的GD2比高速軸的GD2大得多?
因為P=Tω,T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不變 轉速越小GD2越大,轉速越大GD2 越小。
2.7 如圖2.3(a)所示,電動機軸上的轉動慣量JM=2.5kgm2, 轉速nM=900r/min; 中間傳動軸的轉動慣量JL=16kgm2,轉速nL=60 r/min。試求折算到電動機軸上的等效專慣量。
折算到電動機軸上的等效轉動慣量: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,電動機轉速nM=950 r/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,起重負荷力 F=100N,電動機的費輪轉距GD2M=1.05N m2, 齒輪,滑輪和卷筒總的傳動效率為0.83。試球體勝速度v和折算到電動機軸上的靜態轉矩T L 以及折算到電動機軸上整個拖動系統的飛輪慣量GD2z.。
ωM=3.14*2n/60=99.43 rad/s.
提升重物的軸上的角速度ω=ωM/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/s
v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/s
TL=9.55FV/ηCnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM
GD2Z=δGDM2+ GDL2/jL2
=1.25*1.05+100*0.242/322
=1.318NM2
2.9 一般生產機械按其運動受阻力的性質來分可有哪幾種類型的負載?
可分為1恒轉矩型機械特性2離心式通風機型機械特性3直線型機械特性4恒功率型機械特性,4種類型的負載.
2.10 反抗靜態轉矩與位能靜態轉矩有何區別,各有什么特點?
反抗轉矩的方向與運動方向相反,,方向發生改變時,負載轉矩的方向也會隨著改變,因而他總是阻礙運動的.位能轉矩的作用方向恒定,與運動方向無關,它在某方向阻礙運動,而在相反方向便促使運動。
2.11 在題2.11圖中,曲線1和2分別為電動機和負載的機械特性,試判斷哪些是系統的穩定平衡點?哪些不是?
交點是系統的穩定平衡點. 交點是系統的平衡點
交點是系統的平衡 交點不是系統的平衡點
交點是系統的平衡點
第三章
3.1 為什么直流電機的轉子要用表面有絕緣層的硅鋼片疊壓而成?
答:防止電渦流對電能的損耗..
3.2 并勵直流發電機正傳時可以自勵,反轉時能否自勵?
不能,因為反轉起始勵磁電流所產生的磁場的方向與剩與磁場方向相反,這樣磁場被消除,所以不能自勵.
3.3 一臺他勵直流電動機所拖動的負載轉矩 TL=常數,當電樞電壓附加電阻改變時,能否改變其穩定運行狀態下電樞電流的大小?為什么?這是拖動系統中那些要發生變化?