[工學(xué)]習(xí)題與思考題(已修改)
2025-01-20 20:03 本頁(yè)面
【正文】 ???? CLCL iG zRTiG zRT ?? 1. 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) . 要求與要點(diǎn) 負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算公式為： 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)： 平移運(yùn)動(dòng)： 升降運(yùn)動(dòng)： . 習(xí)題與思考題 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程式中， MT 、 LT 和 n 的正方向是如何規(guī)定的？如何表示它的實(shí)際方向？ 說(shuō)明 J 和 GD2 的概念，它們之間有什么關(guān)系？ J 和 GD2 都表示系統(tǒng)機(jī)械慣性大小。 從動(dòng)力學(xué)方程式中如何看出系統(tǒng)是處于加速、減速、勻速等運(yùn)動(dòng)狀態(tài) ? 加速度大于 0、 等于 0、小于 0 系統(tǒng)分別處于加速、減速、勻速等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。加速度由電動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載之和決定。 分析多軸機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)為什么要折算為單軸系統(tǒng) ?折算的原則是什么 ? 折算原則是 (1) 傳遞功率保持不變， (2)系統(tǒng)儲(chǔ)存的動(dòng)能不變。負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算原則是折算前后系統(tǒng)傳遞功率不變，飛輪矩的折算原則是折算前后系統(tǒng)傳遞的動(dòng)能不變 為什么低速軸轉(zhuǎn)矩大，高速軸轉(zhuǎn)矩小 ? 在同一電動(dòng)機(jī)，功率保持不變的 情況下，由于功率等于轉(zhuǎn)矩與角速度的乘積， 低速軸轉(zhuǎn)矩大，高速軸轉(zhuǎn)矩小。 起重機(jī)提升和 下放重物時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗由電動(dòng)機(jī)承擔(dān)還是重物承擔(dān) ?提升和下放同 .重物時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗的大小如果相同，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率是否相等 ? 起重機(jī)提升重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載，功率由電動(dòng)機(jī)傳給負(fù)載。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗由電動(dòng)機(jī)承擔(dān)。 iTgT CL ??dCL nFgVgT ??起重機(jī)下放重物時(shí)，負(fù)載帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)，功率由負(fù)載傳給電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗由負(fù)載承擔(dān)。 提升和下放同 .重物時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗的大小如果相同，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率是否相等。 負(fù)載的機(jī)械特性有哪幾種類(lèi)型，各有什么特點(diǎn) ? 見(jiàn) P15 什么叫穩(wěn)定運(yùn)行 ?機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件是什么 ? 系統(tǒng)在受到外部干擾后，能恢復(fù)到原來(lái)平衡狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件是 (1) 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線與負(fù)載的機(jī)械特性曲線有交點(diǎn)，即系統(tǒng)存在平衡點(diǎn)。 (2) 可以根據(jù)平衡點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的機(jī)械特性的dndT來(lái)判斷，即在交點(diǎn) (平衡點(diǎn) )處，dndTdndT LM ?。 (在機(jī)械特性曲線中即為反斜率 )。 試列出圖 所示幾種情況下系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程式，并說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(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 ) 加速： (d) 勻速： (a) (e) (f) 減速： (b) (c) 圖 120 所示機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)，減速機(jī)構(gòu)為兩級(jí)減速箱。已知齒輪齒數(shù)之比 Z2/Z1=3，Z4/Z3=5，減速機(jī)構(gòu)的效率 c? =，各齒輪的飛輪慣量分別為 212 .)( mNGD ? ，222 .)( mNGD ? ， 232 .49)( mNGD ? ， 242 .196)( mNGD ? ，電動(dòng)機(jī)的飛輪 慣量22 .294)( mNGD M ? ，負(fù)載的飛輪慣量 22 .)( mNGD g ? ，負(fù)載轉(zhuǎn)矩 mNTg ?? ，試求 : (l)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL (2)折算到電動(dòng)機(jī)軸上系統(tǒng)的飛輪慣量 aGD)( 2 解： (1) cgMcLgL ZZZZTWWTT ?? 14321?? =(2) 222124221 32221222 )()()()()()()( ii GDGDi GDGDGDGDGD gMa ?????? =294++(+49)/3/3+(196+)/3/3/5/5 = 解： (1) ??321 iiinn mg 1450/(2**2)= ??603 Dnv ?(1455/2/)** FvPg? =2022* = (2) ??321 ???gL PP (3) 232221 322221 2221 1222 )()()()()(iiiGDiiGDiGDGDGD Ma ????+? =+2/2/2++9/4/+？ (4) 空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩很小，忽略電動(dòng)機(jī)空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩相等 602 MLLd nPPT ?? ??= *60= (5) dtdwgGDT aM ?? 4 )( 24=*84= 112 解答： (1) 21iinn ML? =950/4/4 60Dnv L ???=950/4/4**(2) cLMLvGT ?? ? 602 McLMcLL nvGvGT ???? ???=100*0 .74613/*60= (3) 2222 36 5)()(MLMa n vGGDGD ?? ? =*+365*100**= 113 解答： (1) 222 365)(MLLL n vGGD ? =365*(300+1000+600)***(2) ???Mc LL nvGT ? *(300+1000600)** 114 2. 直流電動(dòng)機(jī)的工作特性 直流電機(jī)主要結(jié)構(gòu)部件、 電機(jī)電勢(shì) 直流電機(jī)的機(jī)械特性及人為機(jī)械特性 直流電動(dòng)機(jī)的啟起方法、調(diào)速方法和電氣制動(dòng)方法。 . 習(xí)題與思考 25 直流電動(dòng)機(jī)為什么不能直接 啟動(dòng) ？如果直接 啟動(dòng) 會(huì)引起什么后果？ 啟動(dòng) 瞬間轉(zhuǎn)速 n=0，電動(dòng)勢(shì) Ea=KeΦ n=0，最初起 動(dòng)電流。若直接 啟動(dòng) ，由于 Ra 很小，啟動(dòng) 電流會(huì)達(dá)到十幾倍 甚至幾十倍的額定電流，造成電機(jī)無(wú)法換向，也會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，因此不能直接 啟動(dòng) 。 27 直流 他勵(lì) 電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方法，各有什么特點(diǎn)？ 直流電 動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：（ 1）降壓調(diào)速；（ 2）電樞回路串電阻調(diào)速；（ 3）弱磁調(diào)速。前兩種調(diào)速方法適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，后一種調(diào)速方法適用于恒功率負(fù)載。降壓調(diào)速可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性斜率不變，速度穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍較大。串電阻調(diào)速為有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機(jī)械特性斜率增大，速度穩(wěn)定性差，受靜差率的限制，調(diào)速范圍很小。弱磁調(diào)速控制方便，能量損耗小，調(diào)速平滑，受最高轉(zhuǎn)速限制，調(diào)速范圍不大。 2－ 8 直流 他勵(lì) 電動(dòng)機(jī)有哪幾種 制動(dòng) 方法，各有什么特點(diǎn)？ （ 1）反饋制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí) ， 反饋制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性是第一象限電動(dòng)狀 態(tài)下的機(jī)械特性第二象限內(nèi)的延伸 .反饋制動(dòng)狀態(tài)下附加電阻越大電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高 .為使重物降速度不至于過(guò)高 ， 串接的附加電阻不宜過(guò)大 .但即使不串任何電阻 ， 重物下放過(guò)程中電機(jī)的轉(zhuǎn)速仍過(guò)高 .如果放下的件較重 .則采用這種制動(dòng)方式運(yùn)行不太安全 . （ 2）反接制動(dòng)。電源反接制動(dòng) 電源反接制動(dòng)一般應(yīng)用在生產(chǎn)機(jī)械要求迅速減速停車(chē)和 向的場(chǎng)合以及要求經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的機(jī)械上。倒拉反接制動(dòng)倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線實(shí)際上是第一象限電動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性區(qū)現(xiàn)在第四象限中的延伸 ， 若電動(dòng)反向轉(zhuǎn)在電動(dòng)狀態(tài) ， 則倒拉反接制動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲就是第 三象限中電動(dòng)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線在第
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