第六章电机与拖动基础课后习题答案全解 第二版 徐建华

第六章

6 . 1 题6 . 1图所示的某车床电力拖动系统中,已知切削力F=2 000 N ,工件直径d=150 mm ,电动机转速n=1 450 r /min,减速箱的三级转速比j1=2 ,j2=1.5 ,j3=2 ,各转轴的飞轮矩为

2222m2,GDc2=2 . 7 N·m2,GDdm2,各级传=3. 5 N·m (指电动机轴), GDb= 2 N·=9 N·GDa动效率?1=?2=?3=90% ,求:

题6 . 1图

( 1 )切削功率; ( 2 )电动机输出功率; ( 3 )系统总飞轮矩;

( 4 )忽略电动机空载转矩时,电动机电磁转矩; ( 5 )车床开车但未切削时,若电动机加速度

dn?1=800 r /min·s,忽略电动机空载转矩但不dt忽略传动机构的转矩损耗,求电动机电磁转矩。

解: ( 1 )切削转矩 T?F?

工件转速 nf?

d0.15?2000??150 N ·m 22n1450??241.7r/min

j1j2j32?1.5?2150?2?3.1416?241.7?10?3??3.796KW 切削功率 P?T?f?T?6060

2?nf( 2 )电动机输出功率 P2?

P?1?2?3?3.796?5.207KW

0.9?0.9?0.92GDb2GDc2GDd( 3 )系统总飞轮矩 GD?GD??22?222 2j1j1j2j1j2j322a

=3.5?

22.792???4.55N.m 22222222?1.52?1.5?2P2P260?5.207?103???34.29N.m ( 4 )电动机电磁转矩 TM??2?n/602?3.1416?1450

2GDadn1GDb2dn11GDc2dn1( 5 ) TM?++ (2)(22)375dt375j1dt?1375j1j2dt?1?2

2GDd1dn1 + (222)375j1j2j3dt?1?2?3 = =

6 . 2 龙门刨床的主传动机构如题6. 2图所示。齿轮1与电动机轴直接相连,经过齿轮2 、 3 、 4 、 5依次传动到齿轮6 ,再与工作台G1的齿条啮合,各齿轮及运动物体的数据列于 题6 .2表。切削力F=9 800 N ,切削速度v=43 m /min,传动效率?=80% ,齿轮6的齿距tK6 =20 mm ,电动机转子飞轮矩GD=230 N ·m ,工作台与导轨的摩擦系数?=0. 1 。试计算: ( 1 )折算到电动机轴上的总飞轮矩及自载转矩(包括切削转矩及摩擦转矩两部分); ( 2 )切削时电动机输出的功率。

2280022.79?(3.5+2+2+) 2222233752?0.92?1.5?0.92?1.5?2?0.9800?4.769=10.17 N.m2 375

题6. 2图

题6，2表 符号 1 2 3 4 5 6 G1 G2 名称 齿轮 齿轮 齿轮 齿轮 齿轮 齿轮 工作台 工件 齿数 20 55 38 64 30 78 重力/N 14 700（即质量为1 500kg） 9 800（即质量为1 000kg） GD2/N·m2 8.25 40.20 19.60 56.80 37.25 137.20

解: ( 1 ) 两根轴之间的转速比与两个相啮合的齿轮的齿数成反比,

j1?556478?2.75 j2??1.68 j3??2.6 203830

齿轮6的圆周长为 S?0.02?78?1.56m

切削速度v=43 m /min=

与工作台相啮合的齿轮6的转速为 n6?

传动机构的转速比 j?j1j2j3?

与切削速度对应的电动机的转速为n?n6?j?27.564?12.04?331.87r/min

工件和工作台折算到电动机轴上的飞轮矩为

43m/s?0.717m/s 6043?27.564r/nin 1.56556478???12.04 203830(G1?G2)v2(14700?9800)?0.71722?365??41.74N.m GD?365? 22n331.872Z

折算到电动机轴上的总飞轮矩为

222GD2?GD32GD4?GD52GD62 GD?（GD?GD)???222?GDZ222j1j1j2j1j2j320221

=(230+8.25)+

=293.24 N .m

工作台与导轨的摩擦力为 F0??(G1?G2)?0.1?(14700?9800)?2450N

切削力和摩擦力在齿轮6上上产生的自载转矩为

240.20?19.6056.80?37.25137.20???41.74 2222222.752.75?1.682.75?1.68?2.6TLg?(F0?F)?R?(2450?9800)?1.56?3041.44N.m 2?

( 2 ) 自载转矩折算到电动机轴上的阻转矩为

TL?TLgj??3041.44?315.76N.m

12.04?0.8

切削时电动机输出的功率为

2?n2?3.1416?331.87?10?3P?TL??TL??315.76??10.974KW

6060