机电传动系统的动力学基础

1. 机电传动系统动力学基础 1.1. 要求与要点

负载转矩折算公式为：

TL?Tg?Ci旋转运动：

TL?9.55FgVg?Cnd平移运动：

TL?GzR?i?CTL?GzR??iC升降运动：

1.2. 习题与思考题

1.1 机电传动系统动力学方程式中，TM、TL和n的正方向是如何规定的？如何表示它的实际方向？

1.2 说明J和GD2的概念，它们之间有什么关系？ J和GD2都表示系统机械惯性大小。

1.3 从动力学方程式中如何看出系统是处于加速、减速、匀速等运动状态?

加速度大于0、等于0、小于0系统分别处于加速、减速、匀速等运动状态。加速度由电动转矩和负载之和决定。

1.4 分析多轴机电传动系统时为什么要折算为单轴系统?折算的原则是什么?

折算原则是(1) 传递功率保持不变，(2)系统储存的动能不变。负载转矩的折算原则是折算前后系统传递功率不变，飞轮矩的折算原则是折算前后系统传递的动能不变

1.5 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小?

在同一电动机，功率保持不变的情况下，由于功率等于转矩与角速度的乘积，低速轴转矩大，高速轴转矩小。

1.6 起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗由

1. 机电传动系统动力学基础 1.1. 要求与要点

负载转矩折算公式为：

TL?Tg?Ci旋转运动：

TL?9.55FgVg?Cnd平移运动：

TL?GzR?i?CTL?GzR??iC升降运动：

1.2. 习题与思考题

1.1 机电传动系统动力学方程式中，TM、TL和n的正方向是如何规定的？如何表示它的实际方向？

1.2 说明J和GD2的概念，它们之间有什么关系？ J和GD2都表示系统机械惯性大小。

1.3 从动力学方程式中如何看出系统是处于加速、减速、匀速等运动状态?

加速度大于0、等于0、小于0系统分别处于加速、减速、匀速等运动状态。加速度由电动转矩和负载之和决定。

1.4 分析多轴机电传动系统时为什么要折算为单轴系统?折算的原则是什么?

折算原则是(1) 传递功率保持不变，(2)系统储存的动能不变。负载转矩的折算原则是折算前后系统传递功率不变，飞轮矩的折算原则是折算前后系统传递的动能不变

1.5 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小?

在同一电动机，功率保持不变的情况下，由于功率等于转矩与角速度的乘积，低速轴转矩大，高速轴转矩小。

1.6 起重机提升和下放重物时，传动机构的损耗由

浙江工业大学硕士学位论文

XK717数控铣床进给传动系统的动力学建模及动态优化设计

姓名：王培功申请学位级别：硕士专业：机械制造及自动化指导教师：彭伟;翁泽宇

20050401

ＸＫ７１７数控铣床进给传动系统的动力学建模及动态优化设计摘要进给传动部件的动态特性的好坏不但直接影响到一台机床的工作性能和加工精度，而且对进给伺服系统的伺服性能的影响也很大。往往由于在设计阶段没有很好地考虑机械传动部件动态特性，结果使进给伺服系统的伺服性能受到影响，使位置调节也增加了难度。本论文的研究工作是在浙江省科技厅重大招标项目“大型高效数控模具加工机床关键技术研究”（编号：２００２Ｃ１１０２４）的资助下完成的。本文给出了数控机床进给传动系统的一种多自由度动力学建模方法。并以ＸＫ７１７型数控为例，在只考虑进给方向动态特性的前提下建立了其进给传动系统的多自由度动力学模型，进而对进给传动系统的动态特性进行了分析，给出来各设计变量对动态特性的影响规律。在动力学分析的基础上又建立了进给传动系统的动态优化数学模型，并进行了优化设计，得到了具有较好动态特性的设计方案。全文内容分为五章：第一章：介绍了进给伺服系统国内外发展现状，以及本课题的背景、目的及意义。第二章：给出了数控铣床进给传

机床

浙江工业大学硕士学位论文

XK717数控铣床进给传动系统的动力学建模及动态优化设计

姓名：王培功申请学位级别：硕士专业：机械制造及自动化指导教师：彭伟;翁泽宇

20050401

机床

ＸＫ７１７数控铣床进给传动系统的动力学建模

及动态优化设计

摘要

进给传动部件的动态特性的好坏不但直接影响到一台机床的工作性能和加工精度，而且对进给伺服系统的伺服性能的影响也很大。往往由于在设计阶段没有很好地考虑机械传动部件动态特性，结果使进给伺服系统的伺服性能受到影响，使位置调节也增加了难度。本论文的研究工作是在浙江省科技厅重大招标项目“大型高效数控模具加工

机床关键技术研究”（编号：２００２Ｃ１１０２４）的资助下完成的。本文给

出了数控机床进给传动系统的一种多自由度动力学建模方法。并以ＸＫ７１７型数控为例，在只考虑进给方向动态特性的前提下建立了其进给传动系统的多自由度动力学模型，进而对进给传动系统的动态特性进行了分析，给出来各设计变量对动态特性的影响规律。在动力学分析的基础上又建立了进给传动系统的动态优化数学模型，并进行了优

化设计，得到了具有较好动态特性的设计方案。全文内容分为五章：

第一章：介绍了进给伺服系统国内外发展现状，以及本课题的背

景、目的及意义。

第二章：给出了数控铣

维普资讯

Vo 8 No6 ll 2 QS 1 0 .2

机械研究与应用ME CHANI AL RE E C S ARC& AP H C TI H P A ON

第 l卷第 6 8期20 0 5年 1 2月

混合动力电动汽车动力传动系统的研究王世新徐，勇(. 1浙江宝业集团，安徽合肥 2 0 1; . 3 0 1 2江淮汽车有限公司， 安徽合肥 2 02 ) 30 2摘要：混合动力电动汽车( E ) H V是新型节能环保型车辆。阐述混合动力汽车各组成部件、布置方式及控制策略的不同结构型式： 串联式、并联式和混联式，对这 3种混合动力系统结构和特点进行了分析。

关键词：动力装置；混合混合动力汽车；动力传动系统中图分类号： il3 2 Tl 1. 文献标识码： B文章编号：0 7— 4 4 20 )6— 0 8— 2 10 4 1 (0 5 0 0 2 0

节能、环保、新能源越来越紧密地与汽车联系在一起。如何研制开发更节能、环保、更使用替代石油能源的新型汽车， 成为各大汽车公司的当务之急。纯电动汽车或低排放新燃料汽车是最终目标，目前电池技术问题阻碍了纯电动汽车的但

轮。这种系统使用一个较小的发动机在效率最高的转速范围内工作，因此，能够最大限度

第十一章 化学动力学基础（一）

本章要求：

1.掌握宏观动力学中的一些基本概念，如反应速率的表示、基元反应，非基元反应、反应级数、反应分子数和速率常数等。

2.掌握具有简单级数反应的特点，并会从实验数据判断反应级数，利用速率方程计算速率常数，半衰期等。

3.对三种典型的复杂反应（对峙反应，平行反应和连续反应）掌握它们的特点，使用合理近似方法，作一些简单的计算。 4.掌握温度对反应速率的影响。

5.掌握阿累尼乌斯经验式的各种表示形式，知道活化能的含义，掌握其求算方法。

6.掌握链反应的特点，会用稳态近似，平衡假设和速控步等近似方法从复杂的机理推导出速率方程。

§11.1 化学动力学的任务和目的

热力学研究化学反应的方向和极限，而动力学研究则是化学反应的速率和反应机理。 一．化学动力学的任务

1.了解反应的速率以及各种因素对反应速率的影响。

2.研究反应历程，探讨速率控制步骤，使反应按照我们希望的方向进行。 二．化学动力学的目的

为了控制反应的进行，使反应按照认识所希望的速率和方向进行并得到所希望的产品。 三．动力学的反之概论

1.宏观动力学阶段，19世纪后半叶，该阶段确立了质量作用定律和阿累尼乌斯公式，提出了活化能的概念，由于当时测试手段相对落

第八章

化 学动力学研究： 化学反应速率的影响因素 反应机理首 页 上一页 下一页 末 页 1

第一节 化学反应速率及速率方程一 化学反应速率的定义及测定方法 对反应：aA+bB yY+zZ1 dc A 1 dc B 1 dcY 1 dc Z a dt b dt y dt z dt A Bdc A dt dc B dt Y ZdcY dt dc Z dt

A、B的消 耗速率

Y、Z的增长 速率

首

页

上一页

下一页

末

页

一c

化学反应速率的定义及测定方法dc P dt

产物

若为理想混合气体:

pB=cBRTdc R dt

反应物

B , p

dp B dc B RT dt dt

t

首

页

上一页

下一页

末

页

二 基元反应和非基元反应基元反应(简单反应):

反应物分子碰撞中直接转化为产物非基元反应(复杂反应): 多个基元反应完成的总反应 如： I2(g) + M0 H2(g) + I2(g) = 2HI(g) = 2I· + M0 (M0:能量高的H2或I2分子)

H2(g) + I·+I·= HI+HI (I·

问答题：

1、 机电传动系统稳定运行的充分必要条件是什么？ 2、直流他励电动机为什么要有失磁保护？

3、三相交流异步电动机的旋转磁场的方向是怎么决定的？如何改变其旋转方向？

4、教室内的吊扇不能启动，但用外力拨动一下又可以转动了，可能是什么故障？为什么？ 5、同步电动机为何没有启动能力？有什么启动方法？

6、何谓”自转”现象?交流伺服电动机怎样克服这一现象，使其在控制信号消失时能迅速停止？

7、试说明热继电器的工作原理？它是如何起保护作用的？ 8、拖动系统的稳定平衡点要满足什么条件？

9、 限制直流电动机的启动电流，一般有什么方法？

10、三相电机定子绕组的连接方式有哪两种？如何选择连接方式？ 11、异步电动机为何要异步？同步电动机又为何要同步？

12、行程开关用于行程极限保护时，若电源相序反了，会出现什么现象？为什么？ 13、交流异步测速发电机的主要优缺点是什么？

14、电动机中长期过载保护是怎么实现的？它能否作为短路保护使用？为什么？ 15、机电传动系统稳定运行的充分必要条件是什么？

16、试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）

TM

※<习题一>

填写内容

3.1 如何分别改变直流串励电动机、并励电动机、复励电动机的转动方向?仅仅改变电源的正、负极性，能改变转向吗?

3.2 一台直流并励电动机，如果电源电压U、励磁电流If和拖动的负载转矩TL都不变，若在电枢回路中串入适当电阻，电枢电流会不会改变?电动机的输入功率和输出功率会不会变?

3.3 改变励磁回路的电阻调速时，最高转速和最低转速有什么变化? 3.4 对直流他激电动起动有何要求，如何满足？

3.5 如何改变直流他激电动机的机械特性，各有什么特点？

3.6 一台直流他激电动机，其铭牌数据如下：PN=6.5Kw，UN=220V，IN=65A，Ra=0.24Ω,nN=1500r/min。试计算:

（1）固有机械特性；

（2）电枢串接电阻为1Ω时的人为机械特性； （3）激磁电压为UN/2时的人为机械特性； （4）磁通Φ=ΦN/2时的人为机械特性； 并绘出图形。

3.7 一台直流他激电动机额定数据如下： PN=1.75Kw，UN=220V，IN=40.2A，nN=1500r/min,试计算：

（1）50%额定负载时的转速；

（2）转速为1200 r/min时的电枢电流值。

3.8 一台直流他激电动机额定数据如下： PN=15K

※<习题一>

填写内容

3.1 如何分别改变直流串励电动机、并励电动机、复励电动机的转动方向?仅仅改变电源的正、负极性，能改变转向吗?

3.2 一台直流并励电动机，如果电源电压U、励磁电流If和拖动的负载转矩TL都不变，若在电枢回路中串入适当电阻，电枢电流会不会改变?电动机的输入功率和输出功率会不会变?

3.3 改变励磁回路的电阻调速时，最高转速和最低转速有什么变化? 3.4 对直流他激电动起动有何要求，如何满足？

3.5 如何改变直流他激电动机的机械特性，各有什么特点？

3.6 一台直流他激电动机，其铭牌数据如下：PN=6.5Kw，UN=220V，IN=65A，Ra=0.24Ω,nN=1500r/min。试计算:

（1）固有机械特性；

（2）电枢串接电阻为1Ω时的人为机械特性； （3）激磁电压为UN/2时的人为机械特性； （4）磁通Φ=ΦN/2时的人为机械特性； 并绘出图形。

3.7 一台直流他激电动机额定数据如下： PN=1.75Kw，UN=220V，IN=40.2A，nN=1500r/min,试计算：

（1）50%额定负载时的转速；

（2）转速为1200 r/min时的电枢电流值。

3.8 一台直流他激电动机额定数据如下： PN=15K