在牛头刨床中转速n2 50机架lO2O4 370mm工作行程H 380mm行程速比系数K 153连杆与导杆之比lBC lO4B 030工作阻力FmaxN 4100导杆质量m4 kg 22滑块6质量m6 kg 80导杆4质心转动惯量 Js4 kg ·m2 12LO4B=58958mm以OA垂直于o4b时为滑块的初始位置求顺时针转动150度时滑块的速度与加速度
首先,根据行程速比系数K,可以计算出滑块的行程速度V6和行程加速度a6:
V6 = K * n2 * lO2O4 / 60 = 1.53 * 50 * 0.37 = 2.8185 m/s
a6 = K * n2^2 * lO2O4 / H = 1.53 * 50^2 * 0.37 / 0.38 = 187.7855 m/s^2
其中,n2为主轴转速,lO2O4为机架长度,H为工作行程。
接下来,需要求出滑块的角速度和角加速度。根据连杆与导杆之比lBC / lO4B,可以计算出BC杆的长度:
lBC = lBC / lO4B * lO4B = 0.3 * 589.58 = 176.874 mm
根据滑块与BC杆的几何关系,可以得到滑块的角度θ:
θ = arctan(lBC / H)
θ = arctan(176.874 / 380) = 24.1151°
因此,顺时针转动150度后,滑块的角度为174.1151°。此时,滑块的角速度和角加速度分别为:
ω6 = V6 / lO4B = 2.8185 / 0.58958 = 4.7839 rad/s
α6 = a6 / lO4B = 187.7855 / 0.58958 = 318.5531 rad/s^2
最后,根据滑块的质量和导杆的转动惯量,可以求出滑块的动能和惯性力矩:
K = 0.5 * m6 * V6^2 + 0.5 * Js4 * ω6^2
K = 0.5 * 80 * 2.8185^2 + 0.5 * 1.2 * 4.7839^2 = 222.618 J
Jm6 = m4 * lO4B^2 / 3 + m6 * lO4B^2
Jm6 = 22 * 0.58958^2 / 3 + 80 * 0.58958^2 = 11.6216 kg·m^2
根据动能定理,可以计算出滑块的动能变化量ΔK:
ΔK = Fmax * H - Jm6 * α6 - K
ΔK = 4100 * 0.38 - 11.6216 * 318.5531 - 222.618 = 355.959 J
因此,顺时针转动150度后,滑块的速度和加速度分别为:
v6 = sqrt(2 * ΔK / m6) = sqrt(2 * 355.959 / 80) = 4.2168 m/s
a6' = ΔK / (m6 * lO4B) = 355.959 / (80 * 0.58958) = 9.6035 m/s^2
其中,a6'为沿BC杆方向的加速度。实际上,滑块的总加速度是在a6'的基础上再加上一个垂直于BC杆的向心加速度,其大小为ω6^2 * lBC = 4.7839^2 * 0.176874 = 3.3645 m/s^2。因此,滑块的总加速度为:
a6 = sqrt(a6'^2 + (ω6^2 * lBC)^2) = sqrt(9.6035^2 + 3.3645^2) = 10.0722 m/s^
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