第8章電力拖動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

電力拖動(dòng)基礎(chǔ)第8章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)8.2典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)形式8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程8.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算8.6升降運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算8.7生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性8.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成

本章主要介紹電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程、負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性，對(duì)方程式中各參數(shù)的折算方法進(jìn)行分析研究，為學(xué)習(xí)電力拖動(dòng)拖動(dòng)的機(jī)械特性與過(guò)渡過(guò)程等內(nèi)容準(zhǔn)備必要的理論基礎(chǔ)。黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.1電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成拖動(dòng)：用各種原動(dòng)機(jī)使生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，以完成一定的生產(chǎn)任務(wù)。電力拖動(dòng)：用各種電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)方式。電動(dòng)機(jī)工作機(jī)構(gòu)控制設(shè)備電源第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成1.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成

電力拖動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、工作機(jī)構(gòu)、控制設(shè)備及電源四個(gè)組成部分。返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室在許多情況下，電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)并不同軸，而在二者之間有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變速或變換運(yùn)動(dòng)方式后再傳給生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)工作機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)

工作機(jī)構(gòu)第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室W

系列螺旋平面減速電機(jī)第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室S

系列斜齒輪蝸輪蝸桿減速電機(jī)第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室R

系列斜齒輪減速電機(jī)第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室K

系列斜齒輪傘齒輪減速電機(jī)第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室F系列平行軸斜齒輪減速機(jī)第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室(3)電動(dòng)機(jī)損耗小、效率高、具有較大的短時(shí)過(guò)載能力。

(4)電力拖動(dòng)系統(tǒng)容易控制、操作簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。3.應(yīng)用舉例精密機(jī)床、重型銑床、

初軋機(jī)、高速冷軋機(jī)、高速造紙機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵……2.電力拖動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)(1)電能易于生產(chǎn)、傳輸、分配。(2)電動(dòng)機(jī)類型多、規(guī)格全，具有各種特性，能滿足各種生產(chǎn)機(jī)械的不同要求。第8.1章電力拖動(dòng)系統(tǒng)的組成返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.2典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)形式1.單軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作機(jī)構(gòu)等所有運(yùn)動(dòng)部件均以同一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。2.多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)工作機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)工作機(jī)構(gòu)8.2典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)形式返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室3.多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)4.多軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加升降運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)8.2典型生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)形式電動(dòng)機(jī)

工作機(jī)構(gòu)

電動(dòng)機(jī)

G返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程T－TZ=Jd

d

t8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式以下分析，忽略空載轉(zhuǎn)矩，如考慮，其方向和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反。返回目錄頁(yè)※

J——轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·m2）

——旋轉(zhuǎn)角加速度（rad/s2）

——慣性轉(zhuǎn)矩（N·m），是物體本身所具有的。※T——電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即電磁轉(zhuǎn)矩（N﹒m）；※TZ——靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行（或d

／dt

＝０）時(shí)，負(fù)載體現(xiàn)出的阻力轉(zhuǎn)矩（N﹒m）；是一個(gè)物體施加在另一個(gè)物體之上的，即工作機(jī)構(gòu)施加在拖動(dòng)系統(tǒng)上的。d

d

tJd

d

tJ=m

2黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室※電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，T與n

方向相同，TZ與n的方向和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，具體問(wèn)題具體分析，提升重物時(shí)TZ與n的方向相反。TT08.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式電動(dòng)狀態(tài)n返回目錄頁(yè)GnTZGnTZ※

制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，T與n

方向相反，TZ與n的方向和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，具體問(wèn)題具體分析，下放重物時(shí)TZ與n的方向相同。TT0制動(dòng)狀態(tài)n※相對(duì)于旋轉(zhuǎn)方向T與TZ有正負(fù)之分。黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式T－TZ=Jd

d

t飛輪矩(N·m2)因?yàn)?/p>

J=m

2Gg=D2（）2GD24g=旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量（kg）回轉(zhuǎn)半徑(m)2

n60T－TZ=GD2

d4g

d

t回轉(zhuǎn)直徑(m)=GD2

dn375d

tGD2

dn375d

tT－TZ=返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式GD2

dn375d

tT－TZ=當(dāng)T＞TZ時(shí)，→n

dnd

t＞0→加速的暫態(tài)過(guò)程。

當(dāng)T

=TZ時(shí)，dnd

t=0穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)T＜TZ時(shí)，→n

dnd

t＜0→減速的暫態(tài)過(guò)程。

n=0n=

常數(shù)返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室2.單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)的功率平衡方程T

－TZ

=J

d

d

t（）=dd

tJ

2128.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式返回目錄頁(yè)電動(dòng)機(jī)輸出的功率負(fù)載吸收的功率系統(tǒng)動(dòng)能電動(dòng)機(jī)輸出的功率負(fù)載吸收的功率系統(tǒng)儲(chǔ)存的動(dòng)能電動(dòng)機(jī)輸出的功率負(fù)載吸收的功率P－PZ=J

d

d

t(1)T

＞0，

電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率(2)T

＜0，電動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率即T與Ω方向相同。

——電動(dòng)狀態(tài)。即T與Ω方向相反。

——制動(dòng)狀態(tài)。電動(dòng)狀態(tài)1TTZ制動(dòng)狀態(tài)1TTZ電動(dòng)狀態(tài)2TTZ制動(dòng)狀態(tài)2TTZnnnn黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室(3)TZ

＞0，負(fù)載從電動(dòng)機(jī)吸收機(jī)械功率。(4)TZ

＜0，負(fù)載釋放機(jī)械功率給電動(dòng)機(jī)。(5)P＞PZ，(6)P＜PZ，

Ω和n不能突變，

即系統(tǒng)不可能具有無(wú)窮大的功率。8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式即TZ

與Ω方向相反。即TZ與Ω方向相同。

，加速狀態(tài)，

，減速狀態(tài)，否則J

→∞

d

d

t系統(tǒng)動(dòng)能增加。系統(tǒng)動(dòng)能減少。返回目錄頁(yè)電動(dòng)狀態(tài)1TTZ制動(dòng)狀態(tài)1TTZ電動(dòng)狀態(tài)2TTZ制動(dòng)狀態(tài)2TTZnnnn黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式3．運(yùn)動(dòng)方程式中轉(zhuǎn)矩的符號(hào)（對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)）預(yù)先規(guī)定某一轉(zhuǎn)速方向?yàn)閚的正方向(+n，常把正向電動(dòng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)方向作為轉(zhuǎn)速的正方向，順時(shí)針?lè)较?：電磁轉(zhuǎn)矩T：與轉(zhuǎn)速正方向一致取正，反之取負(fù)；阻轉(zhuǎn)矩TZ

：與轉(zhuǎn)速正方向一致取負(fù)，反之取正；運(yùn)動(dòng)方程式的一般形式（T

與TZ

為無(wú)符號(hào)量）返回目錄頁(yè)慣性轉(zhuǎn)矩：的大小和正負(fù)號(hào)由和的代數(shù)和決定。黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式（1）、返回目錄頁(yè)TTZn當(dāng)T＞TZ時(shí)，→n

dnd

t＞0→正向加速的暫態(tài)過(guò)程。

當(dāng)T

=TZ時(shí)，dnd

t=0穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)T＜TZ時(shí)，→n

dnd

t＜0→正向減速的暫態(tài)過(guò)程。

n=0n=

常數(shù)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式（2）、返回目錄頁(yè)TTZn當(dāng)｜T｜＞｜TZ｜時(shí)，→n

dnd

t→正向減速的暫態(tài)過(guò)程。

＜0＞0當(dāng)｜T｜＜｜TZ｜時(shí)，→n

dnd

t→正向加速的暫態(tài)過(guò)程。

當(dāng)｜T

｜=｜TZ｜時(shí)，dnd

t=0穩(wěn)定運(yùn)行。

n=0n=

常數(shù)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.3電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式（3）、返回目錄頁(yè)TTZn當(dāng)｜T｜＞｜TZ｜時(shí)，→n

d(-n)d

t→反向加速的暫態(tài)過(guò)程。

＜0＞0當(dāng)｜T｜＜｜TZ｜時(shí)，→n

d(-n)d

t→反向減速的暫態(tài)過(guò)程。

當(dāng)｜T

｜=｜TZ｜時(shí)，d(-n)d

t

=0反向穩(wěn)定運(yùn)行。

n=0n=

常數(shù)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算z1z4z5z2z3z6效等電動(dòng)機(jī)工作機(jī)構(gòu)nTZn1n2nZTZ'電動(dòng)機(jī)等效負(fù)載nTZ8.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算以電動(dòng)機(jī)軸為折算對(duì)象，需要折算的參量有：工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩TZ'，系統(tǒng)中各軸（除電動(dòng)機(jī)軸外）的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。對(duì)于某些作直線運(yùn)動(dòng)的工作機(jī)構(gòu)，還必須把進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量及運(yùn)動(dòng)所需克服的阻力折算到電動(dòng)機(jī)軸上去。返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室1.等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩（靜負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算）等效（折算）原則：機(jī)械功率不變。

TZ=TZ'

tΩΩZ=TZ'j

tTZΩ

t

=TZ'ΩZ

傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速比8.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算返回目錄頁(yè)1).電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)2).電機(jī)工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總轉(zhuǎn)速比

j=j1·j2·

jZΩΩZj=nnZ=

1※j1=nn1=

1

2j2=n1n2=

2

ZjZ

=n2nZ=8.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算常見(jiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速比的計(jì)算公式：(1)齒輪傳動(dòng)n1n2j=z2z1=(2)皮帶輪傳動(dòng)n1n2j=D2D1=(3)蝸輪蝸桿傳動(dòng)n1n2j=z2z1=齒輪的齒數(shù)皮帶輪的直徑蝸輪的齒數(shù)蝸桿的頭數(shù)返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室等效（折算）原則：動(dòng)能不變。設(shè)各部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：12JΩ2

=12Jd

2

12J1

1212JZΩZ28.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算nTZn1n2z1z4z5z2z3z6電動(dòng)機(jī)工作機(jī)構(gòu)nZTZ'JdJ1J2JZ＋＋12J2

22

＋J

=Jd＋J1＋J2＋JZ

Ω1ΩΩZΩ222Ω2ΩJ

=Jd＋J1＋J2＋JZ

n1nnzn222n2n返回目錄頁(yè)2.等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算）黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室如果在電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間總共還有n

根中間軸，則:j=j1j2···

jn

jZ或:GD2=4gJ8.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算J2j1j2J

=Jd＋

＋

＋J1j1222JZj1j2

jZ222J2j1j2

=Jd＋

＋

＋J1j1222JZj

2J

=Jd＋J1＋J2＋···＋Jn

＋JZ

n1nnnn2222n2nnZnJ2

(j1j2)J

=Jd＋

＋＋···＋

＋J1j122Jn(j1j2···jn

)2JZj

2返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算

【例10.4.1】某車床電力拖動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪組（如圖示），經(jīng)兩級(jí)減速后拖動(dòng)車床的主軸，已知n=1440r/min（電動(dòng)機(jī)），切削力F=2000N，工件直徑d=150mm，各齒輪的齒數(shù)為z1=15，z2=30，z3=30，z4=45，各部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jd=0.0765kg·m2，J1=0.051kg·m2，JZ=0.0637kg·m2

。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率

t=0.9。求：(1)切削功率PZ'

和切削轉(zhuǎn)矩TZ'

；(2)折算成單軸系統(tǒng)后的等效TZ、J

和GD2。解：(1)切削功率Pz

'

和切削轉(zhuǎn)矩Tz

'n

Jd

n1J1z1z4z2z3電動(dòng)機(jī)車床nZJZz2z1j1===23015z4z3jZ

===1.54530j=j1

jZ

=2×1.5=3njnZ

==r/min=480r/min14403返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.4多軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的折算

d

nZ60PZ'

=F3.14×0.15×48060

=2000×W=7.536kW

TZ'=602PZnZ

=×N·m=150N·m602×3.147536480(2)折算成單軸系統(tǒng)后的等效TZ、J

和GD2TZ=TZ'j

t

=N·m=55.56N·m1503×0.9

J=Jd＋

＋

J1j12JZj

2

=0.0765＋

＋kg·m2

=0.0963kg·m2

0.051220.0637

32()GD2=

4gJ=4×9.81×0.0963N·m2

=3.78N·m2

返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程式（以下按電動(dòng)機(jī)慣例講解）F—由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的，作用在拖動(dòng)系統(tǒng)直線運(yùn)動(dòng)部件上的拖動(dòng)力（N）；

—靜負(fù)載力，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行（）時(shí)，負(fù)載體現(xiàn)的阻力（N）；

—慣性力，由速度變化引起的加速力（N），質(zhì)量的單位為kg，速度υ的單位為m/s，時(shí)間t的單位為s。返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室

目的（1）將平移作用力

Fm

折算為等效轉(zhuǎn)矩TZ

（電機(jī)軸上、靜轉(zhuǎn)矩折算）。

（2）將平移運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量

m折算為等效J或GD2

（電機(jī)軸上、動(dòng)轉(zhuǎn)矩折算）。1.等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩（靜轉(zhuǎn)矩折算）

等效（折算）原則：機(jī)械功率不變。8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算返回目錄頁(yè)vmFm作用力平移速度432n1工件(m)刨刀齒條齒輪黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算返回目錄頁(yè)TZ

t=FmvmvmFm作用力平移速度432n1工件(m)刨刀齒條齒輪電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率切削功率TZ=Fmvm

tΩ=Fmvm

tn602

1).電機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)時(shí)

2).電機(jī)工作在發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)時(shí)

TZ

=Fmvm

t′黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室2.等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（飛輪矩）（動(dòng)轉(zhuǎn)矩折算）等效（折算）原則：動(dòng)能不變。(1)平移運(yùn)動(dòng)（m）折算成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算vmFm作用力平移速度432n1工件(m)刨刀齒條齒輪12JmΩ2

=12m

vm

2Jm

=m

vm

Ω22Gmgvm

n2Jm=

602

22

=9.3Gm

vm

n22返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室(2)等效到單軸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪矩8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算12JΩ2

=12Jd

2

12J1

12＋＋12J2

22

＋12m

vm

212JΩ2

=

Jd

2＋J1

12＋J2

22＋JmΩ212121212J

=Jd＋J1＋J2＋Jm

Ω1Ω22Ω2ΩJ

=Jd＋J1＋J2＋Jm

n1n22n2n

一般公式：J2

(j1j2)J

=Jd＋

＋＋···＋

＋JmJ1j122Jn(j1j2···jn

)2返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室

【例10.5.1】有一大型車床，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖示。已知：刀架重：Gm

=1500N

移動(dòng)速度：vm=0.3m/s刀架與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)：

=0.1電動(dòng)機(jī)：n=500r/min，

JM=2.55kg·m2齒輪1：z1=20，Jz1=0.102kg·m2齒輪2：z2=50，Jz2=0.51kg·m2齒輪3：z3=30，Jz3=0.255kg·m2齒輪4：z4=60，Jz4=0.765kg·m2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：

t=0.8求:電動(dòng)機(jī)軸上的等效TZ和J

。解:

(1)等效TZ

平移作用力

Fm

=

Gm=0.1×1500N=150NvmFm432n1工件(m)刨刀齒條齒輪8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算TZ=Fmvm

tn602

=×N·m=1.075N·m606.28150×0.30.8×500(2)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jz2

z1j1=50

20

==2.5z4

z3j2=60

30

==2

Jd

=JM＋Jz1

J1=Jz2＋Jz3J2=Jz4

=

(2.55＋0.102)kg·m2

=2.652kg·m2

=(0.51＋0.255)kg·m2

=0.765kg·m2

=0.765kg·m2

Jm

=9.3Gm

vm

n22

=9.3×kg·m2

1500×0.32

5002=0.00502kg·m2

返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室J2

(j1j2)J

=

Jd＋

＋＋JmJ1j1220.765

(2.5×2)2

=

2.652＋

＋＋0.00502kg·m2

0.7652.52=

2.652kg·m28.5平移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率PZ工作機(jī)構(gòu)的機(jī)械功率Pm

8.6升降運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算目的（1）將Gm

折算為等效TZ。

（2）將m折算為等效J。1.等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩（升降力的折算，靜折算）

（1）提升重物

TZ

t↑=GmvmGm電動(dòng)機(jī)vmz2

z1z4

z3TZ=Gmvm

tΩ=Gmvm

t↑

n602

8.6升降運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算返回目錄頁(yè)黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室8.6升降運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算返回目錄頁(yè)提升重物時(shí)，Gm是阻力，電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)，PZ(電動(dòng)機(jī)軸輸出功率)＞Pm（負(fù)載功率），傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗由電動(dòng)機(jī)提供

。（2）下放重物下放重物時(shí)，Gm是動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)工作在制動(dòng)狀態(tài)，PZ＜Pm，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗由重物提供

。TZ=GmvmΩ

t

↓=Gmvm

t

↓

n602

TZ

=Gmvm

t

↓黑龍江科技學(xué)院工業(yè)自動(dòng)化教研室傳動(dòng)效率：

8.6升降運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的折算

t=×100%PmPZ則提升時(shí)

t＜1

，下放時(shí)

t＞1。2.等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（升降質(zhì)量的折算，動(dòng)折算）(1)升降運(yùn)動(dòng)折算成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（到電動(dòng)機(jī)軸）12JzΩ2

=12m

vm

2JZ

=m

vm

Ω22

=9.3Gm

vm

n22(2)等效單軸系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J2

(j1j2)J

=Jd＋

＋＋···＋

＋JZJ1j122Jn(j1j2···jn

)2返回目錄頁(yè)