第三节 考虑传动机构损耗时的折算方法
电机与拖动基本深刻复习资料
一、单一选择填空1.电动机经过速比j=5的减速器拖动工作机构,工作机构的实际转矩为20N·m,飞轮矩为1N·m2,不计传动机构损耗,折算到电动机轴上的工作机构转矩与飞轮矩依次为D 。
A.20N·m,5N·m2B.4N·m,1N·m2C.4N·m,0.2N·m2D.4N·m,0.04N·m2E.0.8N·m,0.2N·m2F.100N·m,25N·m22. 恒速运行的电力拖动系统中, 已知电动机电磁转矩为80N·m, 忽略空载转矩, 传动机构效率为0 .8 , 速比为10 , 未折算前实际负载转矩应为 D 。
A . 8N·mB . 64N·mC . 80N·mD . 640N·mE . 800N·mF . 1000N·m3.电力拖动系统中已知电动机转速为1000r/ min , 工作机构转速为100r/ min , 传动效率为0 .9 , 工作机构未折算的实际转矩为120N·m, 电动机电磁转矩为20N·m, 忽略电动机空载转矩, 该系统肯定运行于A 。
A . 加速过程B . 恒速C . 减速过程4. 一台他励直流发电机由额定运行状态转速下降到原来的60% , 而励磁电流、电枢电流都不变, 则A 。
A . E a 下降到原来的60%B . T 下降到原来的60%C . E a 和T 都下降到原来的60%D . 端电压下降到原来的60%5. 变压器采用从二次侧向一次侧折合算法的原则是 C 。
1A . 保持二次侧电流I2 不变B . 保持二次侧电压为额定电压C . 保持二次侧磁通势不变D . 保持二次侧绕组漏阻抗不变6.分析变压器时, 若把一次侧向二次侧折合, 则下面说法中正确的是B 。
传动轴能量损耗计算公式
传动轴能量损耗计算公式传动轴是机械传动系统中的重要部件，它承担着将发动机输出的动力传递到车轮上的任务。
在传动过程中，会产生能量损耗，这些能量损耗会影响传动效率和整个机械系统的性能。
因此，对传动轴能量损耗进行准确的计算和分析，对于提高机械系统的效率和性能具有重要意义。
传动轴能量损耗的计算公式是一个基本的工程问题，它可以帮助工程师们评估传动系统的性能，并设计出更加高效的传动系统。
在本文中，我们将介绍传动轴能量损耗的计算公式，并对其进行详细的分析和应用。
传动轴能量损耗的计算公式可以分为静态能量损失和动态能量损失两部分。
静态能量损失是指传动轴在静止状态下由于摩擦和阻力而导致的能量损失，而动态能量损失则是指传动轴在运动状态下由于摩擦、惯性和载荷变化而导致的能量损失。
下面分别介绍这两部分能量损失的计算公式。
静态能量损失的计算公式为：P_static = F_static d。
其中，P_static为静态能量损失，单位为焦耳（J）；F_static为静摩擦力，单位为牛顿（N）；d为传动轴的位移，单位为米（m）。
静摩擦力可以通过摩擦系数和受力计算得到，位移则是传动轴在静态状态下的位移量。
动态能量损失的计算公式为：P_dynamic = F_dynamic v + I α + M ω。
其中，P_dynamic为动态能量损失，单位为焦耳（J）；F_dynamic为动摩擦力，单位为牛顿（N）；v为传动轴的线速度，单位为米每秒（m/s）；I为传动轴的转动惯量，单位为千克·米^2（kg·m^2）；α为传动轴的角加速度，单位为弧度每秒平方（rad/s^2）；M为传动轴上的载荷，单位为牛顿·米（N·m）；ω为传动轴的角速度，单位为弧度每秒（rad/s）。
通过上述公式，我们可以看到动态能量损失由三部分组成，分别是动摩擦力产生的能量损失、惯性产生的能量损失和载荷变化产生的能量损失。
这些能量损失会随着传动轴的运动状态和工况的变化而变化，因此需要在实际工程中进行详细的计算和分析。
传动零件的设计计算精选全文
精选全文完整版（可编辑修改）第4章传动零件的设计计算传动零件是传动系统中最主要的零件，它关系到传动系统的工作性能、结构布置和尺寸大小。
此外，支承零件和联接零件也要根据传动零件来设计或选取。
因此，一般应先设计计算传动零件，确定其材料、主要参数、结构和尺寸。
各传动零件的设计计算方法，均按《机械设计》或《机械设计基础》课程所述方法进行，本书不再重复。
下面仅就传动零件设计计算的内容和应注意的问题作简要说明。
第一节减速器外部传动零件的设计计算传动系统除减速器外，还有其他传动零件，如带传动、链传动和开式齿轮传动等。
通常先设计计算这些零件，在这些传动零件的参数确定后，外部传动的实际传动比便可确定。
然后修改减速器内部的传动比，再进行减速器内部传动零件的设计计算。
这样，会使整个传动系统的传动比累积误差更小。
在课程设计时，对减速器外部传动零件只须确定其主要参数和尺寸，而不必进行详细的结构设计。
一、普通V带传动设计普通V带传动须确定的内容是：带的型号、长度、根数，带轮的直径、宽度和轴孔直径，中心距，初拉力及作用在轴上之力的大小和方向以及V带轮的主要结构尺寸等。
设计计算时应注意以下几个方面的问题：（1）设计带传动时，应注意检查带轮尺寸与传动系统外廓尺寸的相互协调关系。
例如，小带轮外圆半径是否小于电动机的中心高，大带轮半径是否过大而造成带轮与机器底座相干涉等。
此外，还要注意带轮轴孔尺寸与电动机轴或减速器输入轴尺寸是否相适应。
（2）设计带传动时，一般应使带速v控制在5～25m/s的范围內。
若v过大，则离心力大，降低带的使用寿命；反之，若v过小，传递功率不变时，则所需的V带的根数增多。
（3）为了使每根V带所受的载荷比较均匀，V带的根数Z不能过多，一般取Z=3～6根为宜，最多不超过8根。
（4）一般情况下，带传动的最大有效拉力与主动带轮上的包角α成正比，为了保证V1带具有一定的传递能力，在设计中一般要求主动带轮上的包角α≥120°。
运动方程学习
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第7章 电力拖动系统的动力学基础
对于多轴电力拖动系统，因为在不同的轴上具有各自不同的转动惯量和转速， 则需要对每根轴分别写出运动方程式，各轴间相互关系的方程式，并根据传动功率 相等的原则联系，联立求解。显然这是较复杂的，而对电力拖动系统来说，一般不 需要详细研究每根轴的问题，而只把电动机的轴作为研究对象即可。
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第7章 电力拖动系统的动力学基础
2、位能性恒转矩负载
负载转矩由重力作用产生，不 论生产机械运动的方向变化与否， 负载转矩的大小和方向始终不变。 例如起重设备提升重物时，负载转 矩为阻转矩，其作用方向与电动机 旋转方向相反，当下放重物时，负 载转矩变为驱动转矩，其作用方向 与电动机旋转方向相同，促使电动 机旋转。负载特性如图所示。
如果传动机构为多级齿轮或带轮变速，则总的速比应为各级速比的乘 积，即
j j1 j2 j3
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第7章 电力拖动系统的动力学基础
三、工作机构直线作用力的折算
根据传送功率不变
Tz Fzvz 2πn / 60
Tz
9.55 Fzvz n
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第四、7章传动机电构力与拖工动作机系构统飞的轮动力矩力的学折基算础
根据存储动能不变
1 2
J2
1 2
J d 2
1 2
J112
1 2
J
2
2 2
1 2
J z2z
J
Jd
J1
/
1
2
J2
/
电机课后习题答案完整版
电机课后习题答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电力拖动基础部分课后习题答案1-8 某起重机电力拖动系统如图1-13所示。
电动机kW P N 20＝,950/min n r =，传动机构转速比13j =，2 3.5j =，34j =，各级齿轮传递效率1230.95ηηη===，各轴的飞轮矩221125GD N m =•，22250GD N m =•，22340GD N m =•，224460GD N m =•，卷筒直径0.5D m =，吊钩重01900G N =,被吊重物49000G N =,忽略电动机空载转矩、钢丝绳重量和滑轮传递的损耗，试求：(1)以速度0.3/v m s =提升重物时，负载(重物及吊钩)转矩、卷筒转速、电动机输出功率及电动机的转速；(2)负载的飞轮矩及折算到电动轴上的系统总飞轮矩； (3) 以加速度为20.1/m s 提升重物时，电动机输出的转矩。
解：（1）卷筒速度：'12360600.3n 11.46/min 22 3.140.2511.463 3.54481/min v r R n n j j j r ⨯'===∏⨯⨯==⨯⨯⨯=折算到电机转矩： ()039.559.55353.64810.95L G G v FvT N m n η+===* （另： ()()031900490000.25353.43 3.540.95L G G R G R T N m j j ηη++⨯'*====⋅⨯⨯⨯） 电机输出功率： 353.448117.895509550L T n P kw ⨯=== （2）负载飞轮矩：()()22202509000.2512725L G D G G R N m =+*=⨯=⋅ 折算到电机轴总飞轮矩：（3）∵ 20.1/a m s = ∴20.1/dvm s dt= 而 6060j 0.142159.622 3.140.25dn dv dt R dt π==⨯⨯=⨯⨯∴ 138.4159.6353.4412375T N m =⨯+=⋅1-9 某龙门刨床的主传动机构图如图1-14所示。
电力拖动基础
TL =
Tg j
ηc
η c = η c1 ⋅η c 2 ⋅η c 3 L
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电力拖动系统的运动方程式
二、工作机构直线作用力的简化折算 1. 电动机工作在电动状态
TL Ω = Fg v g
ηc
Fg v g n
TL = 9.55
Fg v g nη c
2012年3月7日星期三 山东理工大学电工电子教研室weipeiyu制作 14
电力拖动系统的运动方程式
齿轮号 齿数Z 齿数 飞轮矩
GD 2 / N ⋅ m 2
1 20 4.12
2 55 20.10
3 30 9.81
4 64 28.40
5 30 18.60
6 78 41.20
7 30 24.50
8 66 63.75
因为
2 Lg
2 J L = ( GDg ) / 4 g
mg = Gg / g
所以
(GD ) = 365
Gv n
2 g g 2
Ω = 2πn / 60
(60 / π) = 365
2
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电力拖动系统的运动方程式
刨床传动系统如图所示。若电动机M 例 刨床传动系统如图所示。若电动机 的转速为 n=420r/min，其转子（或电枢）的飞轮矩 其转子（或电枢） GDd2=110.5N.m2，工作台重 1=12050N，工件重 工作台重G ， G2=17650N，各齿轮齿数及飞轮矩见表。 ，各齿轮齿数及飞轮矩见表。 齿轮8的节距 齿轮 的节距 t8=25.13mm 。求 刨床拖动系统在 电动机轴上总的 飞轮矩。 飞轮矩。
电机及拖动讲解
第八章电力拖动系统动力学基础内容提要研究电力拖动系统动力学的目的是为介绍电力花动的机械特性与过渡过程等内容准备必要的理论基拙。
第一节及第二节分析运动方程式，对方程式中各参数(力、转拒、质量和飞轮惯量等)的折算方法进行分析研究;第三节介绍了电动机和工作机构!'}速比可变系统的有关问题;第四节中讨论考虑传动机构损耗的简化折算方法与较准确的折其方法;最后，在第五节中将介绍几种典型生产机械的负载转矩特性。
第一节电力拖动系统的运动方程式“拖动”就是应用各种原动机使生产机械产生运动，以完成一定的生产任务。
而用各种电动机作为原动机的拖动方式称为“电力拖动”。
一般情况下，电力拖动装置可分为电动机、工作机构、控制设备及电源四个组成部分，如图8-1所示。
电动机把电能转换成机械动力，用以拖动生产机械的某一工作机构。
工作机构是生产机械为执行某一任务的机械部分。
控制设备是由各种控制电机、电器、自动化元件及工业控制计算机等组成的，用以控制电动机的运动，从而对工作机构的运动实现自动控制。
为了向电动机及一些电气控制设备供电，在电力拖动系统中必须设有电源部分。
需要指出的是，在许多情况下，电动机与工作机构并不同轴，而是在二者之间有传动机构，它把电动机的运动经过中间变速或变换运动方式后再传给生产机械的工作机构。
下面研究电力拖动系统中电动机带动负载的力学问题。
一、运动方程式电动机在电力拖动系统中作直线运动(如直线电动机)或旋转运动时，由力学定律可知，必须遵循下列两个基本的运动方程式:对于直线运动，方程式为式中F—拖动力(N);—阻力(N);惯性力如果质量m的单位为kg，速度v的单位为m/s，时间t的单位为S，则惯性力的单位F .相同，为N。
与直线运动时相似，旋转运动的方程式为式中 T 电动机产生的拖动转矩T 阻转矩(或称负载转矩)d 惯性转矩(或称加速转矩)。
转动惯量J 可用下式表示:kg·m 2 式中m 与G 旋转部分的质量(kg)与重量(N);ρ与D 惯性半径与惯性直径(m};g 重力加速度，g=9. 81 m/s这样，由式(8-3)可见，转动惯量J 的单位为kg·m 2运动方程式(8一2)的形式不够实用，在实际计算中常把它化为另一种形式。
第二章 电力拖动系统动力学
J = J' + mL2
式中 m——该物体的质量 L——两个平行转轴之间的距离
L
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常见的旋转物体转动惯量的计算方法
①以ρ为半径，质量为m的旋转小球(小球的半径与ρ相比 充分小)的转动惯量
J = m ρ2
②以ρ1为外径，ρ2为内径，旋转轴为圆环柱体中轴线，质 量为m的圆环体的转动惯量
J = m(ρ12+ρ22)/2
TZ ' TZ ' TZ ( / Z间的转速比，j=Ω/ΩZ=n/nz 传动系统一般是多级齿轮变速，每级速比为 j1，j2，j3 …, 则 总的速比j为各级速比之积： j = j1j2 j3… 一般设备，电动机为高转速，工作机构轴为低速，则j>>1
将上式中的角速度Ω(Ω=2πn/60)化成为转速n，则有：
7
GD dn T Tz 375 dt
2
(8-4)
GD2——飞轮惯量(N.m2)，GD2=4gJ。电动机转子及其他转动 部件的飞轮惯量GD2 数值由产品目录中查出。
式8-4运动状态有3种：
(1)当T=TZ, dn/dt=0时，电机静止或等速旋转，电力拖动系 统处于稳定运行状态。 (2)当T>TZ, dn/dt>0时，电机拖动系统处于加速状态，为过 渡过程。 (3)当T<TZ, dn/dt<0时，电机拖动系统处于减速状态，为过 渡过程。
①恒转矩负载特性； ②通风机负载特性； ③恒功率负载特性。
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一、恒转矩负载特性 负载转矩TZ(TL)与转速n无关，当转速变化时，负载转矩TZ 保持常数。 恒转矩负载包括两种: ①反抗性恒转矩负载 ②位能性恒转矩负载
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①反抗性恒转矩负载
第三节考虑传动机构损耗时的折算方法
第三节考虑传动机构损耗时的折算方法在机械传动中，传动损耗是不可避免的。
为了准确评估传动机构的传动效率，需要考虑传动机构的损耗，并将其进行折算。
传动机构的损耗主要包括机械传动过程中由于摩擦、振动和噪声等因素引起的能量损失。
传动机构的损耗可以通过实验测试获得，也可以通过计算方法进行估算。
在考虑传动机构损耗时，可以采用以下折算方法：1.效率折算法：传动效率是衡量传动机构损耗的重要指标。
一般情况下，传动效率越高，损耗越小。
通过实验测试可以得到传动机构的实际效率，将实际效率与理论效率进行比较，可以得到一个效率折算系数。
该系数可以作为传动机构损耗的折算参数，用于修正传动效率。
2.功率折算法：传动机构的功率损耗是传动效率和输入功率的函数。
一般情况下，功率损耗与输入功率成正比。
通过实验测试可以得到传动机构的实际功率损耗，将实际功率损耗与输入功率进行比较，可以得到一个功率折算系数。
该系数可以作为传动机构损耗的折算参数，用于修正传动功率。
3.效能折算法：传动机构的效能是衡量传动机构损耗的另一个重要指标。
传动机构的效能越高，损耗越小。
通过实验测试可以得到传动机构的实际效能，将实际效能与理论效能进行比较，可以得到一个效能折算系数。
该系数可以作为传动机构损耗的折算参数，用于修正传动效能。
4.能量折算法：传动机构的能量损失可以通过能量平衡原理来计算。
传动机构输入的能量等于输出的能量加上损耗的能量。
通过实验测试可以得到传动机构的实际能量损失，将实际能量损失与输入能量进行比较，可以得到一个能量折算系数。
该系数可以作为传动机构损耗的折算参数，用于修正传动能量。
在实际应用中，可以根据具体的传动机构和使用条件选择合适的折算方法。
通过考虑传动机构损耗的折算方法，可以准确评估传动机构的传动效率，为传动设计和优化提供依据。
同时，折算方法也可以用于传动机构的故障诊断和性能评估。
第二章 电力拖动系统的动力学基础
1 2 GD f 4g
2
GD f
2
，动能为
)
2
(
2n f 60
折合到电机转轴上后的飞轮矩 动能 2 1 GDF 2n
( 2 4g
2 GDF
GDF
2
，其
)
2
60
化简后得到
GD f j
2
2
工作机构转轴上有转速 nb 的轴，其飞轮矩 2 为 GDb ，动能为
1 2 GDb 4g
损耗有：
TF
GR j
T 1 )
GR j
(
GRห้องสมุดไป่ตู้j
(2
GR j
重物下放时传动机构效率为： 2
1
电机轴上电磁转矩为T 、折算后负载转矩 为 GR 、传动机构损耗为 T 。
j
忽略空载转矩，三者关系有：
提升重物时电机负担 T ，则
TF GR j
提升重物
T
电机轴上电磁转矩为T 、折 算后负载转矩为 GR 、
j
传动机构损耗为 T 。
忽略空载转矩，三者关系有：
重物下放时负载负担 T，则：
TF
GR j
T
下放重物
2.3 负载转矩特性与电力拖动系统稳定运行条件
生产机械运行常用负载转矩标志其负载的大 小。不同的生产机械的转矩随转速变化规律不同， 用负载转矩特性来表征，即生产机械的转速n与 n f (TL ) 负载转矩TL之间的关系 。 各种生产机械特性大致可归纳为以下3类。
结论：若两条特性曲线有交点（必要条件），且在工 作点上满足 在T
TL 处
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在图8—2中，进行工作机构转矩及力的折算时，传动机 构损耗的简化考虑方法可在折算公式中引入传动效率ηc。当 传送功率时，效率ηc的考虑方法因传送方向的不同而不同。 1．工作机构转矩T/z的简化折算 现就工作机构转矩T/z折算的两种情况，分别讨论如下： (1)电动机工作在电动状态
(8-11)
(2)电动机工作在发电制动状态
（8－12）ຫໍສະໝຸດ 2．工作机构直线作用力的简化折算 (1)电动机工作在电动状态
（8－13）
(2)电动机工作在发电制动状态
（8－14）
在提升与下放时传动损耗相等的条件下，下放传动效率 η/c ：与提升传动效率ηc 之间有下列关系
（8－15）