ベルトが、直径 120 mm の駆動プーリ上を 720 rpm で走っています。張力は張り側で 500 N、緩み側で 100 N です。伝達される動力 P を kW で求めなさい。
d1 = 120 mmn1 = 720 rpmT1 = 500 NT2 = 100 N
P = kW
4.歯車と歯車列むずかしい
平行掛けのベルトが、100 rpm の直径 960 mm の駆動プーリと直径 200 mm のプーリをつなぎ、中心は 800 mm 離れています。摩擦係数は 0.3 で、張り側の張力は 2000 N を超えてはなりません。ベルトが滑らずに伝達できる最大動力 P を kW で求めなさい(遠心力の影響は無視します)。
質量 m = 4 kg のおもりが、ばね定数 k = 800 N/m のばねと粘性ダンパ c = 34 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 25 N を突然加える。 変位のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
m = 4 kgk = 800 N/mc = 34 N·s/mF = 25 N
%OS = %
3溶液
1.直流モーター
答え: n = 1343 rpm
直流モーター:電機子は、逆起電力 E と直列の抵抗 Ra と見なせるので、V = E + Ia·Ra です。逆起電力は速度に比例して E = k·ω、トルクは電流に比例して T = k·Ia となり、SI 単位では同じモーター定数 k (V·s/rad = N·m/A) を使います。速度は ω = 2π·n/60 で換算します。発生電力は E·Ia = T·ω です。入力電力は V·Ia で、その差は銅損 Ia²Ra と回転損です。速度はトルクに対して直線的に下がり、ω = V/k − Ra·T/k² です。無負荷速度 V/k から、拘束トルク k·V/Ra で 0 になります。停止時には E = 0 なので、抵抗で制限しないかぎり始動電流 V/Ra は大きくなります。
電機子電流
Ia = T/k = 24/0.8 = 30 A
逆起電力と速度
E = 120 − 30·0.25 = 112.5 V
ω = E/k = 140.6 rad/s → n = 1343 rpm
答え
n = 1343 rpm
2.直流モーター
答え: n = 905.4 rpm
直流モーター:電機子は、逆起電力 E と直列の抵抗 Ra と見なせるので、V = E + Ia·Ra です。逆起電力は速度に比例して E = k·ω、トルクは電流に比例して T = k·Ia となり、SI 単位では同じモーター定数 k (V·s/rad = N·m/A) を使います。速度は ω = 2π·n/60 で換算します。発生電力は E·Ia = T·ω です。入力電力は V·Ia で、その差は銅損 Ia²Ra と回転損です。速度はトルクに対して直線的に下がり、ω = V/k − Ra·T/k² です。無負荷速度 V/k から、拘束トルク k·V/Ra で 0 になります。停止時には E = 0 なので、抵抗で制限しないかぎり始動電流 V/Ra は大きくなります。