电机原理及拖动 第4版 习题及答案（边春元） 第二章思考与习题解答

1、思考与习题解答2-1什么是电力拖动系统？包括哪几局部？都起什么作用？举例说明。答：电力拖动系统包括以下五个局部（1）电源：为拖动系统提供能源；（2）电动机：拖动系统的动力设备；（3）传动机构：将机能量传递给工作机械；（4）工作机构：完成生产工艺要求的设备；（5）控制设备：根据工艺要求，向电动机发出各种指令。2-2电力拖动系统运动方程式中7,5及的正方向是如何规定的？如何表示它们的 实际方向？答：电磁转矩T与电机转向一致为正方向；负载转矩TL与电磁转矩方向相反为正方向； 电机转速n与电磁转矩方向一致为正方向。它们的实际方向，可以根据参考方向加正负号来 表示。2-3试说明GO?与J的概念。它们之间

2、有什么关系？答：J是系统转动惯量，是物体绕固定轴旋转时惯性的度量；GD?是系统飞轮力矩，是转 动局部重力与回转直径平方的乘积，作为一个整体参数代替转动惯量J进行工程计算，它们之间的关系是：/=?一。4g2-4从运动方程式如何看出系统是处于加速，减速，稳速或静止等运动状态？答：运动方程式T-乙=黑黑，T-TL=Td,当Td0时系统加速；当Td8=500mm；传动齿轮的齿数为 Z/15, Z2 =47, Z3=22, Z4 =58, Z5=18,Z6 =58, Z7 =14,Zg =46;齿轮的飞轮力矩 GO? =3.1N2 , GD； = 52N 府，GD-=SNm2 ,GD：=24N./ ,

3、GDl=MN m GO；=38N./,GQ；=26N/,GD； =42N病,电动机转矩的飞轮力矩GOj =200 N.根2。试求：(1)折算到电动机轴上的总飞轮力矩及负载转矩(包括切削转矩及摩擦转矩两局部)； (2)切削时电动机输出的功率。图2-5龙门刨床传动系统图解:传动机构各级速比为：力言吗卷小言=|常= = | =氤=曳=竺=44 z7 14 nf, J =/2&4=87.46nf =工-=-= 3.67r/min/ 肛 3，电动机转速=力：/ = 87.46x6.37 = 557r/min(1)加=9.55+(%+%此=19.76U加平移局部折算到电机轴上的飞轮力矩为GD； = 365

4、9二=365 g(啊+少*=1.15N ./q n2n系统总的等效飞轮力矩为GD3GD；+强部+心 +强号蹿+ GD36Nm2J?(z h)2(JUV3) j (2)(2)(2)95509550=lA5kw2T3某拖动系统的传动机构如图2-16所示(教材57页)。根据工艺要求，生产机械轴平均加速度必须为力=3r/(min.s),但按现有的传动系统加速度过大。为此用增加飞 轮的方法来减少起动加速度，现只有一个飞轮，其飞轮力矩为GO2 =625Mt?。问将此飞轮装在哪根轴上才能满足要求？图中各轴的飞轮力矩及转速如下：GD =80 N. m2 , n =2500r/min;GD22 =250 N.

5、m2 , 2 = 1 OOOr/min;GD； =750 N.加之，& =500r/min;负载转矩Tm=100N.m,电动机电磁转矩T=30N.m,不计电动机空载转矩To解：方法一，折算到电机轴上。GD dn系统等效运动方程：T-Tmec 375 at系统总速比j = L,=5 2 %T 100折算到电动机轴上等效负载转矩= 5x3 = 15r/(min.5= 5x3 = 15r/(min.5)= 5x3 = 15r/(min.5).dn _ dnm = 5x3 = 15r/(min.5)dt dt375否=(30 - 20) x 375 /15 = 25QNm2设x为加装飞轮力矩的轴速比G

6、D1 = GD； +GD； / j； +GD； / f+GD2 /x2 250 = 80 + 250 /2.52+ 750 / 52 + 625 / Y x = 2.5应GD2加在中间轴上。方法二，折算到负载轴上的电动机转矩Teg刀图=7). = 30 x5 = 150N.2满足黑3寸系统等效飞轮力矩G%G*G* = 6250 N.mG* = 6250 N.mGD2(150-100) =G* = 6250 N.m不加飞轮时折算到负载轴上的系统总飞轮力矩GO3GD) = GO：(2)+ GD；(卫y + GD； + GD2x2 = 80 x (55)2 + 250 x (5)2 + 750 =

7、3750N.iv1 % n3400500与 G% 的差值为 G*_Gg = 62503750 = 2500N.m现有飞轮的飞轮力矩G，= 625Ns2500N.2。故装在负载轴上不能满足要求。将飞轮装在2轴上，其飞轮力矩折算到负载轴的值为GD = GD（）2625x（122?）2 = 2500N.m ,可满足要求，应加在中间轴上。向 八73，5002-14一台卷扬机，其传动系统如图2T7所示（教材58页），其各局部的数据如下:Z =20, GD； =1 N. m2 ；Z? =100, GD?2 =6 N. in2 ；Z3 =30, GD； =3N. m2 ；Z4=124, GD42 = 1 O

8、N. m2 ；Z, 二25, GD： =8N. m2 ；Z6 =92, GD62=14N. /712 o卷筒直径d=0.6m,质量%=130依,卷筒回转半径/?与r之比pI 丫=0.76,重物质量m=6000kg，吊钩和滑轮的质量也=200依,重物提升速度匕 =120m/min,每对齿轮的传动效率7z =0.95, 滑轮的传动功率/z=0.97 ,卷筒回转效率/77 =0.96,卷筒效率77 =0.96,略去钢绳的质量。电动机数据为&=20kW, nyV=950r/min, GD =21N. m2 0 试求：折算到电动机轴上的系统总飞轮力矩；以匕 =120m/min提升和下放重物时折算到电动机

9、轴上的负载转矩。解：各级速比 j.=Z2/Z1 =100/20 = 5y2=Z4/Z3=124/30 = 4.13j =Z6/Z5 =92/25 = 3.68卷筒回转半径 p = 0.76r = 0.76x- = 0.76 x = 0.228m 22卷筒转动惯量 J =*p2 =130 x0.2282 = 6.16kg-m1卷筒飞轮力矩 GD； =4gJ = 4x9.81x6.76 = 265N ,加2提升局部重力 Gm = (m + %)g = (6000 + 200)9.81 = 608227V(1)折算到电机轴上总的飞轮力矩Gh =+ G小哈网+吟吟*吟 3656仆Jihhk = 21 + 1 +6+3 10+8r +5= 21 + 1 +6+3 10+8r +524.13214 + 2653.6822+ 365x60822x| | 1950 J（2）折算到电机轴上等效负载转矩v不考虑传递效率：T =9.55Gj = 122.28N 机n只传递效率： /=r/cz x cm x cT = 0.953