1、HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,2. 机电传动系统的动力学基础,2.1 机电传动系统的运动方程式 2.2 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 2.3 机电传动系统的负载特性 2.4 机电传动系统稳定运行的条件,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.0 重点和难点,重点： 1.运用运动方程式分别判别机电传动系统的运行状态。 2.运用稳定运行的条件来判别机电传动系统的稳定运行点。 难点： 1. 根据机电传动系统中 的方向确定 是拖动转矩还是制动转矩，从而判别出系统的运行状态，是处于加速、减速还是匀速；
2、2. 在机械特性上判别系统稳定工作点时、如何找出,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.1 机电传动系统的运动方程式,机电传动系统是一个由电动机拖动，并通过传动机构带动生产机械运转的机电运动的动力学整体。如图2.1,符合动力学的统一规律，即：,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.1 机电传动系统的运动方程式,图2.1 单轴拖动系统,静态（稳态） 动态（加速或减速）,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.
3、1 机电传动系统的运动方程式,运动方程式是描述机电系统机械运动状态的最基本的方程式。,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.1 机电传动系统的运动方程式,动态转矩: Td=TM-TL,恒速 （稳态） 正值 加速 （动态） 负值 减速 （动态）,处于动态时，动态转矩为：,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.1 机电传动系统的运动方程式,TM 和TL 既有大 小也有方向（正 负） 在确定n的正方 向后 取TM与n相同的 方向为正向 取TL与n相反的 方向为正向,启动时,
4、制动时,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.1 机电传动系统的运动方程式,例题：例2-1图中，TM、TL、n均为实际方向试： （1）列出系统的运动方程式；（2）说明TM 、 TL是拖动转矩还是制动转矩；（3）说明系统运行状态。,加速运行状态 减速 减速,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算,2.2.1 负载转矩的折算 依据系统传递功率不变的原则折 算，一般将其折算到电动机轴上,实际负载功率=折算后的负载功率,(a) 旋转运动,多轴
5、旋转拖动系统,传动效率：传动速比：,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算,2.2.1 负载转矩的折算,多轴直线运动系统,（制动，下放重物）,（电动，提升重物）,：生产机械拖动电动机运动时的传动效率,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算,2.2.2转动惯量和飞轮转矩的折算 依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总转动惯量为,（旋转运动）,电机轴、中间轴、负载轴上的转动惯量；,电动机轴与中间传动轴之间的速
6、比；,电机轴与负载轴之间的速度比；,电机轴、中间轴、负载轴上的角速度,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算,2.2.2转动惯量和飞轮转矩的折算 依据动能守恒原则，折算到电机轴上的总飞轮转矩为,（旋转运动）,电机轴、中间轴、生产机械轴上的飞轮转矩。,当速比j较大时，中间机构的转动惯量或飞轮转矩在折算后占比重不大，可用式2.12计算：,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算,直线运动 折算到电机轴上的总
7、转动惯量、飞轮矩为,多轴系统的运动方程式,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,同一转轴上负载转矩与转速之间的函数关系，称为机电传动系统的机械特性,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.3 机电传动系统的负载特性,2.3.1 恒转矩型机械特性,（a）反抗转矩,（b）位能转矩,（ 摩擦转矩） （因重力产生的转矩）（T与n的方向恒为相反） （T的方向恒定与无关）,例： 提升机构； 帯式运输机； 金属切削机床等,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.3 机电传动系统的负载特性,机电传动系统的负载特性 2.3.2
8、 离心式通风机型机械特性,离心式通风机型机械特性,其中，C为常数,例： 水泵， 离心鼓风机等TL与n的 二次方成正比,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.3 机电传动系统的负载特性,机电传动系统的负载特性 2.3.3 直线形机械特性,直线型机械特性,其中，C为常数,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.3 机电传动系统的负载特性,机电传动系统的负载特性 2.3.4 恒功率型机械特性,恒功率型机械特性,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第
9、二章 机电传动系统的动力学基础 2.4 机电传动系统稳定运行的条件,系统稳定运行的充要条件,（1）两机械特性有交叉点；,（2）n为在平衡点处的转速变化，当n0时，TMTL TM-TL0,a点是稳定平衡点，b点不是。,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 2.4 机电传动系统稳定运行的条件, ,例2-2 判断下图b点是否是系统的稳定平衡点？,解：系统中有交叉点；当0时 ML TM-TL0，,当0 ， 当干扰消除后，系统能回到b点,b点是平衡稳定点,注意：1.电动机机械特性曲线和负载特性曲线的区别；2.平衡点须同时满足二稳定平衡条件。,HTTP:/DLS.ZZU.EDU.CN 郑州大学远程教育学院,第二章 机电传动系统的动力学基础 练习题,教材课后2.2、2.3、2.5、2.7、2.11题,
