平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析(共52頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文)報(bào)告(論文)題目：平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析作者所在系部： 機(jī)械工程系 作者所在專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 作者所在班級(jí)： B07115 作 者 姓 名 ： 作 者 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師姓名： 完 成 時(shí) 間 ： 2011年6月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處專心-專注-專業(yè)摘 要平面連桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用十分廣泛的機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)全部采用低副連接，因而結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單易于制造，結(jié)實(shí)耐用，不易磨損，適于高速重載；運(yùn)動(dòng)低副具有良好的匣形結(jié)構(gòu)，無(wú)需保養(yǎng)，適于極度污染或腐蝕而易出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)器中；平面連桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種多樣復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不一定隨所需

2、完成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律性的復(fù)雜程度而增加；平面連桿機(jī)構(gòu)還具有一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，就是可調(diào)性，即通過(guò)改變機(jī)構(gòu)中各桿件長(zhǎng)度，從而方便地改變了原機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和性能。連桿機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)在各種機(jī)械行業(yè)中被廣泛的采用。通過(guò)對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，滿足預(yù)定的位置要求和滿足預(yù)定的軌跡要求。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析的目的是分析各個(gè)構(gòu)件的位移、 、角加速度以及受力，分析構(gòu)件上某點(diǎn)的位置、軌跡、速度和加速度等。這種方法能給出各運(yùn)動(dòng)參數(shù)與機(jī)構(gòu)尺寸間的解析關(guān)系及寫出機(jī)構(gòu)某些點(diǎn)的軌跡方程式，能幫助我們合理地選擇機(jī)構(gòu)的尺寸，從而對(duì)某一機(jī)構(gòu)作深入的系統(tǒng)研究。平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析，就是以連桿機(jī)構(gòu)作為研究對(duì)象，對(duì)其

3、各個(gè)運(yùn)動(dòng)件之間的關(guān)系公式進(jìn)行推導(dǎo)，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論方法和有關(guān)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)深入地分析和研究，探索掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，討論重要參數(shù)間的關(guān)系。關(guān)鍵詞：平面連桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)性能仿真 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 AbstractPlanar linkage mechanisms are used widely. Planar linkage mechanisms take the use of lower pair connection, so its structure is easy to manufacture, durable and resistant, especially suitable for high-

4、speed and heavy-duty; lower pair sports has a good box-shaped structure, without maintenance, which is fit for machines working in extreme contamination or often coming with problems because of corrosion; planar linkage mechanism not only can achieve a variety of complex movement, but also the more

5、complex movement doesnt go with more complex structure; what gives linkage a unique advantage is that the motive rules and performance of the original mechanism will change with the length of the bar. As a result, linkage mechanisms are widely used in mechanical industries. By changing the design of

6、 linkage mechanisms, it can achieve different motive rules in order to move as the intended location and trajectory.The analysis of mechanisms motion and power is aimed at each linkage mechanisms location, speed, angle acceleration and power, even those of some point of linkage mechanisms. This meth

7、od can give the motion parameters and body size between the analytic relationship and trajectory equations of some point in the bar, which can help us choose a reasonable choice of mechanisms size, and thus to have further study about the system of some mechanisms.The research of simulation of plana

8、r linkage mechanisms is to infer relative formers about every motive bar by studying the linkage mechanisms. Going further study and analyze, by applying modern design theory method and relevant professional knowledge is to obtain motive rules of it, discuss the relationship of important parameters.

9、Key Words: Planar Linkage Mechanisms Kinematical Performance Simulation Computer Aided Design目 錄第1章 緒論1.1 本課題的選題背景平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的平面機(jī)構(gòu)，故又稱平面低副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式多樣，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)、移動(dòng)和平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律和已知軌跡。它的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤(rùn)滑，故磨損減??；制造方便，易獲得較高的精度；兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來(lái)維系的，它不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需用彈簧等力封閉來(lái)保持接觸；連桿機(jī)構(gòu)還

10、能起增力或擴(kuò)大行程的作用，若接長(zhǎng)連桿，則能控制較遠(yuǎn)距離的某些動(dòng)作1。所以，平面連桿機(jī)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械、儀表和機(jī)電一體化產(chǎn)品中。但是它還存在著許多缺點(diǎn)：一般情況下只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡，且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或復(fù)雜時(shí)，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)往往較多，這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)制造、安裝誤差的敏感性增加；機(jī)構(gòu)中作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所產(chǎn)生的慣性力難以平衡，在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場(chǎng)合2。以四桿機(jī)構(gòu)為代表的平面連桿機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛，其優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)者所期望

11、的多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，工作可靠。但欲使某簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求時(shí)，該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程通常也是十分艱難的3。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)構(gòu)的載荷與速度不斷提高，對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高。因此，如何設(shè)計(jì)可滿足各種工程要求的平面連桿機(jī)構(gòu)，一直是該領(lǐng)域的重要課題。近年來(lái)，隨著新技術(shù)的發(fā)展以及一些新興學(xué)科的出現(xiàn)，許多專家在原有的機(jī)構(gòu)分析方法上，綜合這些新的知識(shí)，將一些新的思想融入機(jī)構(gòu)的研究中，而無(wú)論是傳統(tǒng)還是新提出的研究方法，一個(gè)共同的特點(diǎn)就是完成一次計(jì)算的工作量較大，因此，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法的研究就成了連桿機(jī)構(gòu)研究的主要方向4。1.2 目前國(guó)內(nèi)外研究概況機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析

12、是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)的一個(gè)分支，即已知機(jī)構(gòu)主動(dòng)輸入，構(gòu)件尺度及構(gòu)件裝配構(gòu)形，確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（包括奇異位形問(wèn)題及運(yùn)動(dòng)誤差問(wèn)題）；或已知機(jī)構(gòu)主動(dòng)輸入和構(gòu)件尺度，確定所有裝配構(gòu)形并從中選優(yōu)，然后確定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析，就是對(duì)機(jī)構(gòu)的位移、速度和加速度進(jìn)行分析。有了這些運(yùn)動(dòng)參數(shù)，才能分析、評(píng)價(jià)現(xiàn)有機(jī)械的工作性能，同時(shí)它也是優(yōu)化綜合新機(jī)械的基本依據(jù)。通過(guò)位移的分析，可以確定某些構(gòu)件運(yùn)動(dòng)所需的空間或判斷它們運(yùn)動(dòng)時(shí)是否發(fā)生相互干涉；還可以確定從動(dòng)件的行程；考察構(gòu)件或構(gòu)件上某點(diǎn)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定位置變化的要求。通過(guò)對(duì)速度的分析，可以確定機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件的速度變化是否滿足工作要求。同時(shí)速度分析也是機(jī)構(gòu)的加速度分

13、析和受力分析的基礎(chǔ)。機(jī)構(gòu)的加速度分析，是計(jì)算慣性力不可缺少的前提條件。在高速機(jī)械中，要對(duì)其動(dòng)強(qiáng)度、振動(dòng)等動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行計(jì)算，這些都與動(dòng)載荷或慣性力的大小和變化有關(guān)。因此，對(duì)于高速機(jī)械，加速度分析不能忽略。平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的方法有很多，主要有圖解法、解析法和實(shí)驗(yàn)法。當(dāng)需要簡(jiǎn)捷直觀地了解機(jī)構(gòu)的某個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)特性時(shí)，采用圖解法比較直觀、方便，但其缺點(diǎn)是精度不高，而且當(dāng)對(duì)機(jī)構(gòu)一系列位置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，需要反復(fù)作圖，工作繁瑣。圖解法包括速度瞬心法和相對(duì)速度圖解法。當(dāng)需要確切地知道或要了解機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)特性時(shí)，采用解析法并借助計(jì)算機(jī)，不僅可獲得很高的計(jì)算精度及一系列位置的分析結(jié)果，并能

14、繪出機(jī)構(gòu)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)曲線圖5。國(guó)外CAD領(lǐng)域中關(guān)于機(jī)構(gòu)分析和仿真技術(shù)的研究開展的較早，美國(guó)CADSI等專業(yè)公司的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真軟件DADS、ADAMS等早已商品化。UG/PRO/ENGINEER等大型的CAD/CAM/CAE軟件都有自己的機(jī)構(gòu)分析模塊。機(jī)構(gòu)分析與仿真軟件在全球的內(nèi)燃機(jī)、飛機(jī)、汽車、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、石油鉆采機(jī)械、紡織機(jī)械、輕工機(jī)械等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)關(guān)于機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和仿真技術(shù)的研究也發(fā)展的較早，但對(duì)相關(guān)軟件的研究起步卻較晚。這類軟件可分為三類：第一類用于教學(xué)目的，使用VB等軟件工具開發(fā)一些常見機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫演示；第二類是出于某一工程實(shí)際應(yīng)用需要所編寫的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

15、軟件，這些軟件一般能相應(yīng)解決某一類機(jī)構(gòu)的問(wèn)題，而通用性受到限制；第三類是一些高校自主研發(fā)的比較通用的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析軟件，比如大連理工大學(xué)研發(fā)的平面連桿機(jī)構(gòu)分析與仿真專家系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。在一些機(jī)構(gòu)分析及仿真論文中也有類似研究。參考文獻(xiàn)6利用了特征歸納的作用，即從各種具體零件中總結(jié)出共性的信息進(jìn)行描述，以利于設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化及過(guò)程簡(jiǎn)單化，根據(jù)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立其特征庫(kù)。然后開發(fā)基于VC+和Pro/TOOLKIT的系統(tǒng)主程序與人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)Pro/E進(jìn)行控制與參數(shù)傳遞，從而最終建立完整的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)7采用Visual C+6.0，并用消息并行處理技術(shù)、位圖

16、技術(shù)和控件信息提示技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真，給出了運(yùn)動(dòng)實(shí)時(shí)控制的程序段和運(yùn)動(dòng)平滑處理等方法。在參考文獻(xiàn)8中研究了在三維機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)SolidWorks平臺(tái)上進(jìn)行平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的方法，基于SolidWorks平臺(tái)，以API為應(yīng)用程序接口，以類型轉(zhuǎn)化及廣義轉(zhuǎn)化法為運(yùn)動(dòng)分析的理論基礎(chǔ)，通過(guò)機(jī)構(gòu)的配合特征和裝配體中各零件幾何信息的提取與轉(zhuǎn)換，利用面向?qū)ο蟮腣C+語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)三維實(shí)體的運(yùn)動(dòng)仿真。參考文獻(xiàn)9以八桿機(jī)構(gòu)為例，將由機(jī)構(gòu)創(chuàng)意性定向發(fā)散得到的每一個(gè)機(jī)構(gòu)型作為基本運(yùn)動(dòng)分析對(duì)象，以桁架理論和基本桿組理論對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，采用面向?qū)ο蟮腣C+編程技術(shù)對(duì)其封裝，應(yīng)用雅格比矩陣辨識(shí)機(jī)構(gòu)和傳遞機(jī)構(gòu)

17、幾何特征信息，實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的自動(dòng)化。參考文獻(xiàn)10運(yùn)用圖論理論，建立了靜定桁架分析方法與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析方法的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將桁架分析中的通路法拓展到平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，提出了連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的廣義回路法。建立了桁架節(jié)點(diǎn)位移方程與機(jī)構(gòu)速度方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將桁架有限元分析直接應(yīng)用于機(jī)構(gòu)速度計(jì)算，運(yùn)用通路法和桁架有限元法建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程，方法通用，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，且只與構(gòu)件中桿件的方位有關(guān)，與機(jī)構(gòu)中各桿件的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。參考文獻(xiàn)11對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的各類方法進(jìn)行了分析比較，完善了用于簡(jiǎn)單平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的矢量三角形法理論，并引入約束條件逼近思想，即用矢量三角形環(huán)路構(gòu)成復(fù)雜連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的基本環(huán)路，通過(guò)

18、把未知數(shù)較多的回路中的某個(gè)未知參數(shù)虛擬為已知量15，而將后續(xù)回路中的已知參數(shù)作為約束條件進(jìn)行逼近，使復(fù)雜機(jī)構(gòu)的分析問(wèn)題變?yōu)橐痪S搜索問(wèn)題。連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法有：圖解法和解析法和實(shí)驗(yàn)法。這幾種設(shè)計(jì)方法各有特點(diǎn)。圖解法直觀、清晰，對(duì)不太精密的機(jī)械比較簡(jiǎn)單可行，但作圖誤差大，且誤差難以事先計(jì)算和控制.實(shí)驗(yàn)法也有類似之處，而且工作比較煩瑣，工作量大。但隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和普及，解析法的煩瑣之處已不再困難。通過(guò)解析法設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)可以得到精確的機(jī)構(gòu)位置和軌跡。而且還可在此基礎(chǔ)上對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和繪制動(dòng)態(tài)圖。直接在計(jì)算機(jī)上觀察所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況，用計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能分析。從前面發(fā)展現(xiàn)狀的

19、分析可以看出，對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究越來(lái)越多，但從解決工程中的實(shí)際問(wèn)題的要求來(lái)看，還是存在著一些問(wèn)題：一是所采用的解析法在內(nèi)容和方法上有些局限性，缺乏系統(tǒng)性，而且有的方法比較復(fù)雜，不容易被一般工程技術(shù)人員所掌握；二是解析法的初始解的確定未得到很好解決，因?yàn)槌跏冀庵苯佑绊懙浇獾氖諗啃裕视袝r(shí)需要借助于實(shí)驗(yàn)法和圖解法來(lái)確定。因而不僅煩瑣、費(fèi)事，而且所能解決的問(wèn)題也有限.三是由于解析法的直觀性能較差，所以計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證和一些項(xiàng)目的檢驗(yàn)同樣要用圖解法和實(shí)驗(yàn)法來(lái)完成。由于上述原因，這些軟件在實(shí)際使用中往往很麻煩，費(fèi)時(shí)間，欲收到滿意的精確解也很困難。因此，平面連桿的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)向著實(shí)用、簡(jiǎn)

20、明精確和人工智能化的方向發(fā)展，仍是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)學(xué)者致力研究的目標(biāo)之一12。1.3 連桿機(jī)構(gòu)1.3.1 連桿機(jī)構(gòu)的概念及特點(diǎn)平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的平面機(jī)構(gòu)，故又稱平面低副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式多樣，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)、移動(dòng)和平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律和已知軌跡。它的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤(rùn)滑，故磨損減小;制造方便，易獲得較高的精度;兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來(lái)維系的，它不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需用彈簧等力封閉來(lái)保持接觸:連桿機(jī)構(gòu)還能起增力或擴(kuò)大行程的作用，若接長(zhǎng)連桿，則能控制較遠(yuǎn)距離的某些動(dòng)作。所以，平面連桿機(jī)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械

21、、儀表和機(jī)電一體化產(chǎn)品中。但是它還存在著許多缺點(diǎn):一般情況下只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡，且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜;當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或復(fù)雜時(shí)，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)往往較多，這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)制造、安裝誤差的敏感性增加;機(jī)構(gòu)中作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所產(chǎn)生的慣性力難以平衡，在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場(chǎng)合。以四桿機(jī)構(gòu)為代表的平面連桿機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛，其優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)者所期望的多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，工作可靠。但欲使某簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求時(shí)，該機(jī)

22、構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程通常也是十分艱難的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)構(gòu)的載荷與速度不斷提高，對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高2。因此，如何設(shè)計(jì)可滿足各種工程要求的平面連桿機(jī)構(gòu)，一直是該領(lǐng)域的重要課題。1.3.2 連桿機(jī)構(gòu)的地位和作用現(xiàn)代機(jī)械主要特征之一是用機(jī)器代替精密的、高難度的、手工勞動(dòng).這樣既提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，又減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;現(xiàn)代機(jī)械的另一個(gè)主要特征是機(jī)構(gòu)復(fù)雜.特別是由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越高，為了保證各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的精確配合，對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性的要求也越來(lái)越高。由此可見，實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)制造精巧的機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)己成為機(jī)器設(shè)計(jì)的核心和首要環(huán)節(jié).機(jī)構(gòu)有連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)

23、、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)等等，其中連桿機(jī)構(gòu)是其它機(jī)構(gòu)的理論結(jié)構(gòu)原型，是機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論的主要研究對(duì)象，而且在各種機(jī)構(gòu)中，它表現(xiàn)為具有多種多樣的結(jié)構(gòu)相多種多樣的特性，因此對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的研究正方興未艾。連桿機(jī)構(gòu)全部采用低副連接，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于制造，結(jié)實(shí)耐用，不易磨損，適于高速重載;運(yùn)動(dòng)低副具有良好的匣形結(jié)構(gòu)，無(wú)需保養(yǎng)；適于極度污染或腐蝕而易出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)器中。例如農(nóng)業(yè)、礦山、化工設(shè)備中;連桿機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)多種多樣復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不一定隨所需完成的運(yùn)動(dòng)規(guī)律性的復(fù)雜程度而增加;連桿機(jī)構(gòu)還具有一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，就是可調(diào)性，即通過(guò)改變機(jī)構(gòu)中各桿件長(zhǎng)度，從而方便地改變了原機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和性能。連桿機(jī)構(gòu)由

24、于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)在各種機(jī)械行業(yè)中被廣泛的采用3。通過(guò)對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，滿足預(yù)定的位置要求和滿足預(yù)定的軌跡要求。1.3.3 連桿機(jī)構(gòu)的發(fā)展及現(xiàn)狀在各種機(jī)構(gòu)型式中，連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)表現(xiàn)為具有多種多樣的特性.僅就平面連桿而言，即使其構(gòu)件數(shù)被限制在極少的情況下，大量的各種可能的結(jié)構(gòu)型式在今天難以估計(jì).它們的特性在每一方面是多種多樣的，以致只能將其視為最一般形式的機(jī)械系統(tǒng)。所以，數(shù)學(xué)家、自然科學(xué)家、工程師已經(jīng)將連桿機(jī)構(gòu)作為值得研究的對(duì)象而對(duì)其進(jìn)行理論研究。集合論、圖論、數(shù)值數(shù)學(xué)中一些專門的分支、幾何學(xué)、工程力學(xué)、設(shè)計(jì)科學(xué)等都將連桿機(jī)構(gòu)選作為例子加以研究和討論.過(guò)去大多數(shù)研究都沒有明確

25、地服從于把連桿機(jī)構(gòu)作為機(jī)械制造有效組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)這一目的，因而不難理解，連桿機(jī)構(gòu)比賦予它們的實(shí)際意義以更多的關(guān)注，就能肯定地說(shuō)，還未對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的所有特性都進(jìn)行了研究或者說(shuō)還未全部加以應(yīng)用。在古代和在中世紀(jì)許多實(shí)際應(yīng)用方面的發(fā)明中就有連桿機(jī)構(gòu)，例如列澳多.達(dá).芬奇所描述的橢圓在削裝置。在工業(yè)革命時(shí)代，就有了諸如天才的斯特芬機(jī)構(gòu)和其它機(jī)車制造中的機(jī)構(gòu)或詹姆士.瓦特機(jī)構(gòu)，詹姆士.瓦特甚至把齒輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)組合為齒輪連桿機(jī)構(gòu)，這樣不僅避開了特殊處理的曲柄軸，而且使分輪轉(zhuǎn)速增加了一倍。連桿機(jī)構(gòu)在蒸汽機(jī)技術(shù)中的應(yīng)用，如瓦特根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而發(fā)現(xiàn)的直線導(dǎo)引機(jī)構(gòu)，推動(dòng)了對(duì)連桿機(jī)構(gòu)特性作為全面和科學(xué)的分析。其中受到

26、普遍重視的是最簡(jiǎn)單的連桿機(jī)構(gòu)，即四連桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)時(shí)也稱三桿機(jī)構(gòu)。布爾梅斯特沒有僅局限于分析，而是研究了機(jī)構(gòu)綜合的基礎(chǔ)理論，布爾梅斯特理論(位置幾何學(xué))概括了阿爾特的理論，并因此而用圖解法為確定連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸開辟了一個(gè)廣闊的領(lǐng)域4。隨著計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用以及有關(guān)設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)，連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)精度有了較大的提高，而且在滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)要求的同時(shí)，還可考慮到動(dòng)力學(xué)特性。尤其是微電子技術(shù)及自動(dòng)控制技術(shù)的引入，多自由度連桿機(jī)構(gòu)的采用，使連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化，使用范圍更為廣泛。從機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)角度來(lái)說(shuō)，通常包括選型和運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，前者是確定連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成，包括構(gòu)件數(shù)目以及運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目

27、，后者是確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的參數(shù)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)副中心之間的距離、移動(dòng)副位置尺寸以及描繪連桿曲線的點(diǎn)的位置尺寸等。對(duì)設(shè)計(jì)方法而言，有圖解法、實(shí)驗(yàn)法、解析法等。近年，利用計(jì)算機(jī)對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行輔助研究的方法越來(lái)越多，無(wú)論那種方法，其目的是對(duì)機(jī)構(gòu)分析與綜合進(jìn)行優(yōu)化，使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果更科學(xué)更精確，同時(shí)也可減輕人的體力和腦力勞動(dòng)。1.4 連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析1.4.1 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析需完成的工作對(duì)于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析就是利用高數(shù)及理論力學(xué)相關(guān)知識(shí)推算連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件之間的關(guān)系，通過(guò)編程確定連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)件和節(jié)點(diǎn)的位置，繪制連桿機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)圖，利用速度、加速度公式輸出各運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)參數(shù)，得到負(fù)載和驅(qū)動(dòng)力間的關(guān)系。1.

28、4.2 平面連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析用MATLAB系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析，MATLAB是集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體的高性能數(shù)學(xué)軟件，它在國(guó)內(nèi)外高校和科研部門正扮演著越來(lái)越重要的角色，功能也越來(lái)越強(qiáng)大，將其強(qiáng)大的計(jì)算功能與VB在圖形用戶界面開發(fā)方面的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的無(wú)縫集成。本文利用MATLAB軟件繪制的特殊功能，利用速度、加速度等公式輸出各運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力規(guī)律，得到運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及負(fù)載和驅(qū)動(dòng)力間的關(guān)系。1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容1.5.1 課題的提出平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干剛性構(gòu)件用低副聯(lián)接而成的平面機(jī)構(gòu)，故又稱平面低副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式多樣，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、

29、擺動(dòng)、移動(dòng)和平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律和已知軌跡。它的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤(rùn)滑，故磨損減小;制造方便，易獲得較高的精度;兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來(lái)維系的，它不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需用彈簧等力封閉來(lái)保持接觸:連桿機(jī)構(gòu)還能起增力或擴(kuò)大行程的作用，若接長(zhǎng)連桿，則能控制較遠(yuǎn)距離的某些動(dòng)作。所以，平面連桿機(jī)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于各種機(jī)械、儀表和機(jī)電一體化產(chǎn)品中。但是它還存在著許多缺點(diǎn):一般情況下只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡，且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜;當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或復(fù)雜時(shí)，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)往往較多，這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且

30、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)制造、安裝誤差的敏感性增加;機(jī)構(gòu)中作平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所產(chǎn)生的慣性力難以平衡，在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場(chǎng)合。以四桿機(jī)構(gòu)為代表的平面連桿機(jī)構(gòu)在工程機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛，其優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)者所期望的多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，工作可靠。但欲使某簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求時(shí)，該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程通常也是十分艱難的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)構(gòu)的載荷與速度不斷提高，對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高。因此，如何設(shè)計(jì)可滿足各種工程要求的平面連桿機(jī)構(gòu)，一直是該領(lǐng)域的重要課題。近年來(lái)，隨著新技術(shù)的發(fā)展以及一些新興學(xué)科的出現(xiàn)，許多專家在原

31、有的機(jī)構(gòu)分析方法上，綜合這些新的知識(shí)，將一些新的思想融入機(jī)構(gòu)的研究中，而無(wú)論是傳統(tǒng)還是新提出的研究方法，一個(gè)共同的特點(diǎn)就是完成一次計(jì)算的工作量較大，因此，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法的研究就成了連桿機(jī)構(gòu)研究的主要方向。1.5.2 研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析的研究，就是以連桿機(jī)構(gòu)作為研究對(duì)象，對(duì)其各個(gè)運(yùn)動(dòng)件之間的關(guān)系公式進(jìn)行推導(dǎo)，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論方法和有關(guān)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)深入地分析和研究，探索掌握其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并用MATLAB軟件對(duì)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力情況進(jìn)行分析。本課題研究?jī)?nèi)容主要是：連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)件間的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力變化情況。1.5.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：根據(jù)已獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，判斷連桿機(jī)

32、構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力規(guī)律，通過(guò)MATLAB軟件對(duì)運(yùn)動(dòng)（包括：位置、角速度、角加速度）及動(dòng)力（靜態(tài)力及平衡力矩）分析。1.6 本章小節(jié)本章首先介紹了連桿機(jī)構(gòu)的基本概念和理論，連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)、地位及作用，回顧了連桿機(jī)構(gòu)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)外的研究、發(fā)展、應(yīng)用狀況，最后說(shuō)明了本課題所作的主要研究工作，研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容以及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。第2章 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律2.1 研究連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的目的本課題是利用MATLAB軟件對(duì)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力進(jìn)行分析，所以就要對(duì)各參數(shù)公式（包括位置公式、速度公式、加速度公式及受力公式）進(jìn)行分析，而要推導(dǎo)和掌握參數(shù)公式就必須要研究連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。掌握了連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)

33、規(guī)律之后，才能利用數(shù)學(xué)和理論力學(xué)的方法對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究和推導(dǎo)公式。要推導(dǎo)和掌握參數(shù)公式就必須要研究連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)力。研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)應(yīng)首先建立機(jī)構(gòu)的位置方程式，然后將位置方程式對(duì)時(shí)間求一次和二次倒數(shù)，即可求得機(jī)構(gòu)的速度和加速度方程，進(jìn)而解出所需位移、速度及加速度，完成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析。研究動(dòng)力時(shí)首先根據(jù)力的平衡條件列出各力之間的關(guān)系式后再求解。2.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)公式的推導(dǎo)圖2-1 四桿機(jī)構(gòu)封閉矢量多邊形2.2.1 位置公式的推導(dǎo)如圖2-1所示，先建立一直角坐標(biāo)系。圖示中四桿機(jī)構(gòu)，以其原動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)副為0點(diǎn)建立坐標(biāo)系，設(shè)曲柄1的長(zhǎng)度為，其方位角為， 為曲柄1的桿矢量，即=。機(jī)構(gòu)中其余構(gòu)件均

34、可表示為相應(yīng)的桿矢量，這樣就形成由各桿矢量組成的一個(gè)封閉矢量多邊形，即ABCDA。在圖示這個(gè)封閉矢量多邊形中，其各矢量之和為零。即 =0 (2-1)式中 曲柄1的長(zhǎng)度； 連桿2的長(zhǎng)度； 搖桿3的長(zhǎng)度； 機(jī)架4的長(zhǎng)度。式(2-1)即為圖2-1所示四桿機(jī)構(gòu)的封閉矢量位置方程式。將式(2-1)寫成在兩坐標(biāo)上的投影式，并改寫成方程左邊含未知量項(xiàng)的形式，即得 (2-2)式中 曲柄1的方位角； 連桿2的方位角； 搖桿3的方位角。由于、及均為已知，需求出和。式(2-2)可變形為 (2-3)將式(2-3)左右兩邊平方后相加得(2-4) 可將上式寫成簡(jiǎn)化形式 (2-5)式中 由式(2-5)可解得 (2-6)即

35、(2-7)同理可求出 (2-8)式中 2.2.2 速度公式的推導(dǎo)將式(2-2)對(duì)時(shí)間求一次導(dǎo)數(shù)，可得 (2-9)式中 曲柄1的角速度； 連桿2的角速度； 搖桿3的角速度。解此方程組可求的、。式(2-6)亦可寫成矩陣形式= (2-10)由上式可求出 = (2-11) = (2-12)由于已知及，因此可同時(shí)求出B點(diǎn)及C點(diǎn)的速度即 (2-13) (2-14)2.2.3 加速度公式的推導(dǎo)將式(2-7)對(duì)時(shí)間取導(dǎo)，可得加速度關(guān)系= (2-15)式中 連桿2的角加速度； 搖桿3的角加速度。由上式可解得= (2-16) = (2-17)如果求連桿上任一點(diǎn)E的位置、速度和加速度，設(shè)連桿上任意一點(diǎn)E在其上的位置

36、矢量為、，由圖2-1可見，則可由下列各式直接求得： (2-18) (2-19) (2-20)式中 E點(diǎn)在x軸方向投影； E點(diǎn)在y軸方向投影； E點(diǎn)在x軸方向速度； E點(diǎn)在y軸方向速度； E點(diǎn)在x軸方向加速度； E點(diǎn)在y軸方向加速度。2.3 運(yùn)動(dòng)關(guān)系的分析利用MATLAB軟件對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力進(jìn)行的分析，由軟件仿真出連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力關(guān)系曲線。由圖2-1所示，對(duì)此四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。已知條件為四桿機(jī)構(gòu)各桿件的長(zhǎng)度b1=101.6mm、b2=254mm、b3=177.8mm、b4=304.8mm，對(duì)于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析即已知曲柄1的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（即已知的變化規(guī)律），由公式推導(dǎo)出連桿2和搖桿3中各參數(shù)

37、與的相互關(guān)系，以下即為應(yīng)用MATLAB軟件仿真出的關(guān)系曲線圖。2.3.1 位置關(guān)系曲線由上述公式(2-7)和(2-8)可仿真出連桿位置及搖桿位置曲線如以下各圖所示：圖2-2 連桿角度變化曲線圖2-3連桿角度變化曲線以上兩圖分別為連桿位置與曲柄位置關(guān)系曲線，其中x軸為曲柄位置，y軸為連桿位置。圖2-2為曲柄由0-時(shí)連桿角度變化曲線圖，圖2-3為曲柄由0-時(shí)連桿角度變化曲線圖。圖2-4 搖桿角度變化曲線圖2-5 搖桿角度變化曲線以上兩圖分別為搖桿位置與曲柄位置關(guān)系曲線，其中x軸為曲柄位置，y軸為搖桿位置。圖2-4為曲柄由0-時(shí)搖桿角度變化曲線圖，圖2-5為曲柄由0-時(shí)搖桿角度變化曲線圖。2.3.2

38、 角速度關(guān)系曲線由上述公式(2-11)和(2-12)可仿真出連桿角速度及搖桿角速度曲線如以下各圖所示：圖2-6連桿角速度變化曲線圖2-7 連桿角速度變化曲線以上兩圖分別為連桿角速度與曲柄位置關(guān)系曲線，其中x軸為曲柄位置，y軸為連桿角速度。圖2-6為曲柄由0-時(shí)連桿角速度變化曲線圖，圖2-7為曲柄由0-時(shí)連桿角速度變化曲線圖。圖2-8 搖桿角速度變化曲線圖2-9 搖桿角速度變化曲線以上兩圖分別為搖桿角速度與曲柄位置關(guān)系曲線，其中x軸為曲柄位置，y軸為搖桿角速度。圖2-8為曲柄由0-時(shí)搖桿角速度變化曲線圖，圖2-9為曲柄由0-時(shí)搖桿角速度變化曲線圖。2.3.3 角加速度關(guān)系曲線由上述公式(2-16

39、)和(2-17)可仿真出連桿角加速度及搖桿角加速度曲線如以下各圖所示：圖2-10 連桿角加速度變化曲線圖2-11 連桿角加速度變化曲線以上兩圖分別為連桿角加速度與曲柄位置關(guān)系曲線，其中x軸為曲柄位置，y軸為連桿角加速度。圖2-10為曲柄由0-時(shí)連桿角加速度變化曲線圖，圖2-11為曲柄由0-時(shí)連桿角加速度變化曲線圖。圖2-12 搖桿角加速度變化曲線圖2-13 搖桿角加速度變化曲線以上兩圖分別為搖桿角加速度與曲柄位置關(guān)系曲線，其中x軸為曲柄位置，y軸為搖桿角加速度。圖2-12為曲柄由0-時(shí)搖桿角加速度變化曲線圖，圖2-13為曲柄由0-時(shí)搖桿角加速度變化曲線圖。2.4 運(yùn)動(dòng)結(jié)果分析對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)

40、分析，由以上2-22-13各圖所示：1. 由圖2-2和2-3可知，當(dāng)曲柄的變化由0時(shí)，隨著曲柄角度的不斷增加，連桿的角度也相應(yīng)的減小，當(dāng)曲柄的角度為時(shí)，連桿的角度最??；當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，連桿的角度相應(yīng)的增加，當(dāng)曲柄的角度為，連桿的角度最大；當(dāng)曲柄的變化由2時(shí)，連桿的角度也相應(yīng)的減小。2. 由圖2-4和2-5可知，當(dāng)曲柄的變化由0時(shí)，隨著曲柄角度的不斷增加，搖桿的角度也相應(yīng)的減小，當(dāng)曲柄的角度為時(shí)，搖桿的角度最?。划?dāng)曲柄的變化由時(shí)，搖桿的角度相應(yīng)的增加，當(dāng)曲柄的角度為，搖桿的角度最大；當(dāng)曲柄的變化由2時(shí)，搖桿的角度也相應(yīng)的減小。3. 由圖2-6和2-7可知，當(dāng)曲柄的變化由0時(shí)，隨著曲柄角速度的不

41、斷增加，連桿的角速度也相應(yīng)的增加，當(dāng)曲柄的角度為時(shí)，連桿的角速度最大；當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，連桿的角速度相應(yīng)的減小；其中當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，曲柄角速度變化較小。4. 由圖2-8和2-9可知，當(dāng)曲柄的變化由0時(shí)，隨著曲柄角度的不斷增加，搖桿的角速度也相應(yīng)的增加，當(dāng)曲柄的角度為時(shí)，搖桿的角速度最大；當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，搖桿的角速度相應(yīng)的減小。5. 由圖2-10和2-11可知，當(dāng)曲柄的變化由0時(shí)，隨著曲柄角速度的不斷增加，連桿的角加速度也相應(yīng)的增加，當(dāng)曲柄的角度為時(shí)，連桿的角加速度最大；當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，連桿的角加速度相應(yīng)的減?。划?dāng)曲柄的變化由時(shí)，連桿的角加速度變化較??；當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，連桿的角加速度相應(yīng)

42、的減小，當(dāng)曲柄的角度為時(shí)，連桿的角加速度最??；當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，連桿的角加速度相應(yīng)的增大。6. 由圖2-12和2-13可知，當(dāng)曲柄的變化由0時(shí)，隨著曲柄角度的不斷增加，搖桿的角加速度也相應(yīng)的增加，當(dāng)曲柄的角度為時(shí)，搖桿的角加速度最大；當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，搖桿的角加速度相應(yīng)的減小，當(dāng)曲柄的角度為時(shí)，搖桿的角加速度最??；當(dāng)曲柄的變化由時(shí)，搖桿的角加速度相應(yīng)的增大。2.5 本章小結(jié)本章概括闡述了掌握連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的目的，詳推導(dǎo)了通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄位置基本參數(shù)（）表示其他機(jī)構(gòu)（連桿和搖桿）位置參數(shù)的公式、連桿及搖桿的角速度參數(shù)公式、角加速度參數(shù)公式，為后續(xù)利用MATLAB軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析做了充足準(zhǔn)備。對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行了分析，并應(yīng)用MATLAB軟件進(jìn)行了仿真，仿真出各運(yùn)動(dòng)關(guān)系曲線。第3章 連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析3.1 研究連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力規(guī)律的目的連桿機(jī)構(gòu)