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 12导杆长度LO4B=58958mm连杆长度LBC=17687mm曲柄长度LO2A=11924mm以OA垂直于o4b时为滑块的初始位置求顺时针转
首先,根据行程速比系数K计算曲柄转速n1:
n1 = K × n2 = 1.53 × 50 = 76.5rpm
然后,根据机架长度lO2O4、行程H和连杆与导杆之比lBC/lO4B计算连杆长度LBC和曲柄转角θ:
LBC = √(lO2O4² + H² - lO4B²) × lBC/lO4B = 242.86mm
cosθ = (lO2O4² + lBC² - H²) / (2 × lO2O4 × LBC) = 0.9203
θ = acos(0.9203) = 24.11°
接着,根据曲柄长度LO2A和曲柄转角θ计算滑块位置坐标x和y:
x = LO2A × cosθ = 102.68mm y = LO2A × sinθ = 40.11mm
然后,根据导杆质量m4、质心转动惯量Js4、导杆长度LO4B和滑块位置坐标x和y计算导杆的动能T和势能V:
T = Js4 × n1² = 1.2 × (76.5/60 × 2π)² = 33.07J
V = m4 × g × y = 22 × 9.8 × 0.04 = 8.58J
其中,g为重力加速度。
根据能量守恒定律,有T + V = T' + V',其中T'和V'分别表示滑块位置变化后的动能和势能。因为初始位置和终止位置的高度相同,所以势能V'与势能V相等,即V' = 8.58J。因此,滑块的动能T'为:
T' = T + V - V' = 33.07 + 8.58 - 8.58 = 33.07J
根据动能定理,有T' = (m4 + m6) × v²/2,其中v为滑块的速度。代入已知数据可得:
v = √(2 × T' / (m4 + m6)) = √(2 × 33.07 / (22 + 80)) = 0.675m/s
最后,求解加速度a。考虑到滑块做圆周运动的加速度和向心加速度相等,因此有:
a = v² / LBC = 0.675² / 0.24286 = 1.88m/s²
答案:滑块转动150度时的速度为0.675m/s,加速度为1.88m/s²
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