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转动角度为30度以OA垂直于o4b时为初始位置求顺时针转动150度时滑块的速度与加速度
首先计算连杆的长度lBC:
lBC = lO4B x (lBC / lO4B) = 589.58 x 0.30 = 176.87 mm
然后计算牛头刨床的主轴转速n1:
n1 = n2 x K = 50 x 1.53 = 76.5 rpm
根据牛头刨床的工作原理,滑块的速度和加速度可以通过计算导杆的运动学参数来得到。首先计算导杆的角速度ω4:
ω4 = n1 x 2π / 60 = 76.5 x 2π / 60 = 8.02 rad/s
导杆的线速度v4可以通过角速度ω4和导杆质心距离转轴的距离LO4B计算得到:
v4 = ω4 x LO4B = 8.02 x 0.58958 = 4.72 m/s
根据滑块和导杆的相对运动关系,滑块的速度v6可以表示为:
v6 = v4 x (m4 + m6) / m4 = 4.72 x (22 + 80) / 22 = 22.34 m/s
滑块的加速度a6可以通过计算导杆的动力学参数来得到。首先计算导杆的惯性力FJs4:
FJs4 = Js4 x α4
其中,α4是导杆的角加速度,可以通过导杆的加速度a4和导杆的半径r4计算得到:
a4 = r4 x α4
r4 = LO4B / cos(θ)
其中,θ是导杆的旋转角度。在顺时针旋转150度时,θ为:
θ = 30 + 150 = 180度
r4 = 0.58958 / cos(180°) = -0.58958 mm
注意到r4为负值,说明导杆的旋转方向与初始方向相反。因此,导杆的角加速度α4也为负值,表示导杆的旋转方向与初始方向相反。导杆的角加速度α4可以通过牛头刨床的力学模型计算得到:
Fmax = (m4 + m6) x a4 + FJs4
a4 = (Fmax - FJs4) / (m4 + m6)
其中,Fmax是牛头刨床的最大工作阻力。代入数据计算得到:
FJs4 = Js4 x α4 = 1.2 x α4
a4 = (4100 - 1.2 x α4) / (22 + 80)
将a4和r4代入上式,可以得到α4:
α4 = a4 / r4 = (4100 - 1.2 x α4) / (22 + 80) / (-0.58958 x 10^-3)
解出α4 ≈ -10.52 rad/s^2
最终,滑块的加速度a6可以表示为:
a6 = a4 + α4 x LO4B = a4 - 10.52 x 0.58958 = -0.35 m/s^
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