基于VB6.0的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文

1、目 錄1 緒論12 設(shè)計(jì)要求23 平面四桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)況與本課題的研究意義23.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用23.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：33.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容34 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析44.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析44.2 工作行程最小傳動(dòng)角wmin54.2.1 曲柄轉(zhuǎn)向與滑塊工作行程方向的合理配置54.2.2 幾何尺寸設(shè)計(jì)公式64.3 機(jī)構(gòu)特殊位置處的傳動(dòng)角74.4 優(yōu)化與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)84.4.1 設(shè)計(jì)變量及其范圍8尋優(yōu)目標(biāo)函數(shù)及約束條件84.4.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)94.4.4 結(jié)語(yǔ)95 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法10編程語(yǔ)言的選擇10關(guān)于Visual Basic105.3 Visual Basic的其它

2、特性115.4 程序運(yùn)行界115.4.1 設(shè)計(jì)窗口115.4.2 工具箱125.4.3 屬性窗口125.4.4 【工程】窗口135.4.5 代碼窗口135.4.6 【窗體布局】窗口(如圖8)135.4.7 菜單欄145.4.8 工具欄145.5 用戶界面的設(shè)計(jì)146 設(shè)計(jì)實(shí)例157 結(jié)束語(yǔ)16謝辭17參考文獻(xiàn)：18附程序代碼191 緒論 制造業(yè)是我國(guó)工業(yè)的主體，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)制造業(yè)的增加值占整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的78%，從業(yè)人員占82%，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的約40%、財(cái)政收入的50%、外貿(mào)出口的80%來(lái)源于制造業(yè)。因此，必須大力推進(jìn)制造業(yè)信息化，以信息化帶開工業(yè)化，提高我國(guó)制造業(yè)的整體素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的

3、數(shù)字化是制造業(yè)信息化的重要組成局部。結(jié)合我國(guó)國(guó)情，立足應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)，為我國(guó)制造企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新提供成熟成套的技術(shù)和軟件工具是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)信息化的有效措施。據(jù)有關(guān)資料顯示，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，繪圖時(shí)間約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的34%，圖紙修改時(shí)間約占8%-9%，編寫零部件明細(xì)表時(shí)間約占5%，也就是說(shuō)，在圖紙上所花費(fèi)的時(shí)間約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的一半左右。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為使用最廣的機(jī)械零件之一, 實(shí)現(xiàn)其數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造對(duì)制造業(yè)的信息化具有重要意義。本課題通過(guò)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的深入分析,把優(yōu)化設(shè)計(jì)與VB技術(shù)相結(jié)合,在windows平臺(tái)上開發(fā)了一個(gè)具有參數(shù)優(yōu)化的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)程序,實(shí)現(xiàn)了曲柄滑

4、塊機(jī)構(gòu)的數(shù)字化設(shè)計(jì)。2 設(shè)計(jì)要求 根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論，根據(jù)參數(shù)化設(shè)計(jì)的原理，建立起考慮傳動(dòng)性能時(shí)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，并采用一定的算法，編出程序來(lái)實(shí)現(xiàn)其參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程。1建立程序的運(yùn)行界面；2建立數(shù)學(xué)模型；3程序采用的算法及運(yùn)行時(shí)間；4程序所得出的設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理，是否全局最優(yōu);3 平面四桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)況與本課題的研究意義3.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用十分廣泛，它不僅在眾多工農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用，而且諸如人造衛(wèi)星太陽(yáng)能板的展開結(jié)構(gòu)、機(jī)械手的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)折疊傘的收放機(jī)構(gòu)及人體假肢等也都用有連桿機(jī)構(gòu)。 此外，雖然可以利用連桿機(jī)構(gòu)來(lái)滿足一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求，

5、但其設(shè)計(jì)十分繁難，且一般只能近似地得以滿足。正因如此，如何根據(jù)最優(yōu)化方法來(lái)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)，使其能最正確地滿足設(shè)計(jì)要求，一直是連桿機(jī)構(gòu)研究的一個(gè)重要課題。近年來(lái)，對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)的研究，不管從研究范圍上還是方法上都有了很大進(jìn)展。對(duì)多桿多自由度平面連桿的研究，也提出了一些有關(guān)的分析及綜合的方法。同時(shí)，在設(shè)計(jì)要求上，也已不再局限于運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，而是同時(shí)要求兼機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性。在研究方法上，優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用已成為研究連桿機(jī)構(gòu)的重要方法，并已相應(yīng)地編制出大量的、適用范圍廣、計(jì)算機(jī)時(shí)少、使用方便的通用軟件。隨著計(jì)算機(jī)的開展和現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具的日益完善，以前不易解決的復(fù)雜平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題正在逐步獲

6、得解決。3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)是原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)都要經(jīng)過(guò)一個(gè)與機(jī)架直接相連的一個(gè)中間機(jī)構(gòu)稱為連桿才能傳動(dòng)從動(dòng)件，故稱之為連桿機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)具有一下一些傳動(dòng)特點(diǎn)：1連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副，其運(yùn)動(dòng)副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤(rùn)滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何封閉，對(duì)保證工作的可靠性有利。2在連桿機(jī)構(gòu)中，在原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的條件下，可以改變各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿尚各點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線稱為連桿曲線，其形狀隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變，故連桿曲線的形狀多樣，可以來(lái)滿足一些特定工作的

7、需要。利用連桿機(jī)構(gòu)還可以很方便地到達(dá)改變運(yùn)動(dòng)的傳遞方向、擴(kuò)大行程、實(shí)現(xiàn)增力和遠(yuǎn)距離傳動(dòng)等目的。 本文的主要研究?jī)?nèi)容機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是把數(shù)學(xué)規(guī)劃理論和計(jì)算方法應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)，按照預(yù)定的目標(biāo)，借助與電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案的有關(guān)參數(shù)，從而獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，進(jìn)而對(duì)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇進(jìn)行優(yōu)化，從而在滿足一定工作條件下，使工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇盡可能到達(dá)最優(yōu)。在實(shí)際生產(chǎn)中,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)系到生產(chǎn)本錢的減低。本文的研究目的是尋求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的最有效設(shè)計(jì)方法，使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單方便。進(jìn)一步開發(fā)出設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)軸專用設(shè)計(jì)程序，并通過(guò)設(shè)計(jì)程序,對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸進(jìn)行初步的優(yōu)

8、化，對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的后續(xù)設(shè)計(jì)提供最有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)。本文所設(shè)計(jì)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的方向和內(nèi)容，國(guó)內(nèi)國(guó)外沒有完整的可供參考的資料，完全是根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)根本設(shè)計(jì)理論，優(yōu)化設(shè)計(jì)根本思想與VB技術(shù)相結(jié)合，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)數(shù)化設(shè)計(jì)上的大膽有意義的探索！是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)一系列課題中很小的一局部！本文針對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)變量的性質(zhì)不同、取值離散性大和受設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限制多等關(guān)鍵技術(shù)問題，研究?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立、繪圖程序編制與支撐平臺(tái)的關(guān)系和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的計(jì)算程序結(jié)構(gòu)等，為實(shí)現(xiàn)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與參數(shù)化繪圖的一體化提供依據(jù)和實(shí)現(xiàn)的手段。主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：1根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際問題和對(duì)設(shè)計(jì)所提

9、出的要求，建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，確定軸的設(shè)計(jì)變量，建立目標(biāo)函數(shù)、約束條件等具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型；2按照數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，和相應(yīng)的計(jì)算程序，針對(duì)常用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立設(shè)計(jì)變量與各個(gè)幾何尺寸之間的根本關(guān)系，為參數(shù)化繪圖接口模塊程序編制提供依據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)變量數(shù)，約束條件數(shù)，目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)的復(fù)雜程度等進(jìn)行分析；3根據(jù)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，對(duì)軸進(jìn)行再設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)合理性、尋求幾何尺寸的最正確組合, 協(xié)調(diào)零件之間的尺寸關(guān)系；分析輸出結(jié)果是否到達(dá)預(yù)期的目的，檢查數(shù)學(xué)模型，所用優(yōu)化方法及輸入數(shù)據(jù)是否正確，進(jìn)行必要的修正后再作運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使其

10、滿足實(shí)際要求。4在具體的設(shè)計(jì)中，會(huì)遇到某一優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，可采用不同的算法求解，為提高設(shè)計(jì)和繪圖效率，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，開發(fā)出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與參數(shù)化自動(dòng)繪圖軟件包提出具體的實(shí)施方案，并遵循以下幾個(gè)原那么：可靠性要好：在合理的精度要求下，在一定的計(jì)算時(shí)間內(nèi)，求解優(yōu)化問題的成功率越高，可靠性越好。效率要高：算法的效率是指解題的效率，一般可用算法所用計(jì)算時(shí)間或計(jì)算函數(shù)的次數(shù)來(lái)衡量，最好選用不計(jì)算梯度與海色矩陣的優(yōu)化方法，盡可能選用計(jì)算過(guò)程中調(diào)用函數(shù)值次數(shù)少的優(yōu)化方法。穩(wěn)定性要好 ：遇到高度非線性的偏心率大的函數(shù)時(shí)，不會(huì)因?yàn)橛?jì)算機(jī)字長(zhǎng)截?cái)嗾`差迭代過(guò)程正常運(yùn)行，而中斷運(yùn)算過(guò)程。采用成熟的計(jì)算程序：對(duì)現(xiàn)有

11、的成熟的計(jì)算程序應(yīng)盡可能的采用，使得解題簡(jiǎn)便。4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析4.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)副為低副，各元件間為面接觸，構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比擬簡(jiǎn)單，加工方便，易于得到較高的制造精度等優(yōu)點(diǎn)，因而在包括煤礦機(jī)械在內(nèi)的各類機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于這種機(jī)構(gòu)在多數(shù)情況下應(yīng)用于載荷較重的場(chǎng)合，所以在對(duì)它的設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮其傳動(dòng)性能，尤其是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的開展，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度和承載能力要求都有了大幅度的提高，從而對(duì)其傳動(dòng)性能提出了更高的要求。最小傳動(dòng)角min的大小是衡量曲柄滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的指標(biāo)，min愈大，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)愈輕松，傳動(dòng)效率愈高。而在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)

12、計(jì)中，為提高機(jī)構(gòu)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，又往往要求其有急回特性。機(jī)構(gòu)的急回特性用行程速比系數(shù)K 來(lái)表示，K愈大，機(jī)構(gòu)的急回程度愈明顯。K的大小和最小傳動(dòng)角min 之間存在著一定的關(guān)系，它直接影響到機(jī)構(gòu)到達(dá)一定傳動(dòng)性能的可能性。如何在滿足急回運(yùn)動(dòng)要求的前提下，又能使機(jī)構(gòu)具有良好的傳動(dòng)性能，是設(shè)計(jì)者需要考慮的問題。對(duì)這一設(shè)計(jì)問題，許多文獻(xiàn)中已有所論述，但往往沒有考慮到最小傳動(dòng)角應(yīng)該是工作行程中的最小值wmin ，因?yàn)闄C(jī)構(gòu)只有在工作行程中才受到較大的工作阻力的作用。所以從最正確設(shè)計(jì)角度講，應(yīng)按照工作行程中的最小傳動(dòng)角wmin 進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文從機(jī)構(gòu)在工作行程中擁有最正確傳動(dòng)性能出發(fā)，通過(guò)以機(jī)構(gòu)wmin 最大為尋

13、優(yōu)目標(biāo)函數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析了速比系數(shù)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)工作行程傳動(dòng)性能的影響，給出了相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)。 工作行程最小傳動(dòng)角wmin 曲柄轉(zhuǎn)向與滑塊工作行程方向的合理配置在下列圖所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理圖中，,分別為曲柄AB 、連桿BC 的長(zhǎng)度， e為偏距，H為滑塊行程。許多文獻(xiàn)中已闡述了以下結(jié)論：曲柄位于AB 時(shí)，傳動(dòng)角為機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的最小值= arccos(+)/假設(shè)滑塊從 到為工作行程， 到為空回行程，工作行程中一般受到較大的工作阻力，運(yùn)動(dòng)速度較慢。此時(shí)，曲柄AB的轉(zhuǎn)向有2種配置：一種是AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)將出現(xiàn)在工作行程中；另一種是AB順時(shí)針回轉(zhuǎn)，此時(shí)將出現(xiàn)在空回行程中，不但滿

14、足工作行程中滑塊的平均速度較小的要求，而且工作行程中的最小傳動(dòng)角將比大，這樣有利于機(jī)構(gòu)獲得良好的傳動(dòng)性能，能克服更大的工作阻力，提高機(jī)器的機(jī)械效率。所以，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與滑塊工作行程方向之間存在著合理的配置問題。顯然，對(duì)于圖中滑塊從到為工作行程時(shí)，不管從傳動(dòng)性能要求還是滿足急回特性要求來(lái)考慮，曲柄AB的合理轉(zhuǎn)向都應(yīng)該是順時(shí)針方向。 幾何尺寸設(shè)計(jì)公式極位夾角與行程速比系數(shù)K的關(guān)系為=180K -1/K + 1，根據(jù)極位夾角的定義，0。為了便于討論，采用相對(duì)尺寸表示機(jī)構(gòu)，取滑塊行程H =1，下面的 a，b，c 都表示為H =l時(shí)的相對(duì)長(zhǎng)度，即a=l/ H ，b =l / H

15、，c = e/ H 。在ACC中，根據(jù)余弦定理有 1正弦定理得c=(b+a)sinACC=(b-a)sin 2相對(duì)偏心距e的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由式1、式2得到a= 3b=由運(yùn)動(dòng)連續(xù)聯(lián)系性條件，相對(duì)偏心距應(yīng)不大于PC, 即 c 4曲柄相對(duì)長(zhǎng)度a的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由式1得b= 5c=由ACC的存在條件可得a，再由運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件式4和式5解得：tan() 6連桿相對(duì)長(zhǎng)度b的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由式1得a= 7c=由式4和式7解得 cos 8 機(jī)構(gòu)特殊位置處的傳動(dòng)角 以曲柄位于AB時(shí)作為起始位置，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)角為-時(shí)，滑塊從C運(yùn)動(dòng)到C,處于工作行程中。其中 設(shè)連桿BC與滑塊移動(dòng)導(dǎo)路的垂直線之間的夾角為，容易得到與傳動(dòng)角的關(guān)系是：當(dāng)時(shí)

16、，；當(dāng)時(shí)，。通過(guò)分析工作行程中的最小傳動(dòng)角可能出現(xiàn)再一下3個(gè)特殊位置中：1當(dāng)時(shí)，=arccos，此時(shí)=。2當(dāng)時(shí)，=arccos，此時(shí)a，或-arccos當(dāng)a時(shí)。3時(shí)，=arccos，此時(shí)。因?yàn)閏os-cos=-，所以。由以上分析可知：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)工作行程的最小傳動(dòng)角必定在機(jī)構(gòu)的2個(gè)特殊位置中，即，工作行程中當(dāng)曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時(shí)；或，工作行程結(jié)束時(shí)。因此。將表達(dá)為一下形式當(dāng)ac時(shí)或 =當(dāng)a 9 =arccos 10 優(yōu)化與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)變量及其范圍由上面一系列設(shè)計(jì)公式知：在即K情況下，a、b 和 c中只有 1個(gè)獨(dú)立的變量，不妨取a為設(shè)計(jì)變量。那么：設(shè)計(jì)變量 a的可取值范圍為tan，0.5 。尋

17、優(yōu)目標(biāo)函數(shù)及約束條件根據(jù)優(yōu)化方法，以機(jī)構(gòu)工作行程的最小傳動(dòng)角最大為追求目標(biāo)，可建立如下一維優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型 minF(A)=-max(a) (11)同時(shí)還必須滿足下述約束條件：曲柄存在條件 g(a)=b-(a+c) (12)傳動(dòng)角條件g(a)= (13) 由于該設(shè)計(jì)問題是簡(jiǎn)單的單變量的尋優(yōu)問題，采用黃金分割法可以迅速獲得最優(yōu)結(jié)果。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)根據(jù)以上尋優(yōu)目標(biāo)和約束條件，利用優(yōu)化方法，通過(guò)上機(jī)，在tan，0.5內(nèi)得到了不同速比系數(shù)K所對(duì)應(yīng)的工作行程最小傳動(dòng)角到達(dá)最大時(shí)的設(shè)計(jì)參數(shù) a、 b、c 值，見表 1。表1 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)KHmmammbmmcmm10049285601004817040100481

18、03181004810122100498315100497312100496710100496491004963910048639注：1表中a、b、c分別最大時(shí)的a、b及c值。2考慮到一般機(jī)構(gòu)對(duì)傳動(dòng)性能的要求為，因此表中只列出時(shí)的設(shè)計(jì)數(shù)值。3當(dāng)K為表中未列數(shù)值時(shí)，可用插值法計(jì)算。 結(jié)語(yǔ)通過(guò)以上分析，可得出如下結(jié)論：1行程速比系數(shù)K的大小，會(huì)影響機(jī)構(gòu)工作行程的傳動(dòng)性能。K值越小，所能得到的值越大，只要合理設(shè)計(jì)，可使機(jī)構(gòu)獲得較好的傳動(dòng)性能；K值越大， 值越小。這說(shuō)明：假設(shè)要使機(jī)構(gòu)有較高的急回程度，就難以保證機(jī)構(gòu)有較好的傳動(dòng)質(zhì)量。2對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，假設(shè)滑塊的工作行程方向與曲柄轉(zhuǎn)向合理配置，為使機(jī)

19、構(gòu)具有較好的傳動(dòng)性能，同時(shí)又滿足一定的急回特性，K值取不超過(guò)1.5較為適宜。而在文獻(xiàn)3中已闡述：假設(shè)工作行程方向與曲柄轉(zhuǎn)向不合理配置，K值不能超過(guò) 1 28。這說(shuō)明：如果滑塊工作行程方向與曲柄轉(zhuǎn)向配置合理，在滿足機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能要求的前提下，可使機(jī)構(gòu)有更顯著的急回程度。3如果在K值及滑塊行程H確定的情況下，要使機(jī)構(gòu)的工作行程具有最正確的傳動(dòng)性能，可根據(jù)表1中提供的數(shù)據(jù)a、b及 c，設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。例如：當(dāng)K=1.2,H=100mm時(shí)，查表1得a= 48mm,b= 101mm,c= 22。此方法簡(jiǎn)單方便，在實(shí)際設(shè)計(jì)中具有較好的應(yīng)用價(jià)值。5 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展，編

20、程語(yǔ)言也隨之突飛猛進(jìn)地發(fā)生了變化。簡(jiǎn)單、靈活、易用的Basic語(yǔ)言，具有可視化、面向?qū)ο蟮摹⒉捎檬录?qū)動(dòng)的高級(jí)的結(jié)構(gòu)化程序來(lái)設(shè)計(jì)語(yǔ)言。利用Visual Basic程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可以很方便地設(shè)計(jì)出在Windows環(huán)境下運(yùn)行的繪圖應(yīng)用程序。它比擬起別的編程語(yǔ)言來(lái)，在繪圖方面具有直觀的特點(diǎn)，不用太多的表達(dá)語(yǔ)言。是一種很好的圖視化語(yǔ)言。關(guān)于Visual BasicMicrosoft Visual Basic簡(jiǎn)稱VB是在Windows操作平臺(tái)下設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的最迅速、最簡(jiǎn)捷的工具之一。不管是初學(xué)者還是專業(yè)開發(fā)人員，VB都為他們提供了一整套的工具，可以輕松地開發(fā)應(yīng)用程序。因此，VB一直被作為大多數(shù)電腦初學(xué)者

21、的首選入門編程語(yǔ)言?！癡isual是的指采用可視化的開發(fā)圖形用戶界面GUI的方法，一般不需要編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只要把需要的控件拖放到屏幕上的相應(yīng)位置既可方便設(shè)計(jì)圖形用戶界面：“Basic指的是BASIC語(yǔ)言，因?yàn)閂B是在原有的BASIC語(yǔ)言的根底上開展起來(lái)的。“VB是Microsoft的一種通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，包含在Microsoft Excel、 Microsoft Access等眾多Windows應(yīng)用軟件中的VBA都使用VB語(yǔ)言，以共用戶進(jìn)行二次開發(fā)；目前制作網(wǎng)頁(yè)使用較多的VBScript腳本語(yǔ)言也是VB的子集。利用VB的數(shù)據(jù)訪問特性，用戶可以對(duì)包括Microsoft

22、 SQL Server和其他企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)在內(nèi)的大局部數(shù)據(jù)庫(kù)格式創(chuàng)立數(shù)據(jù)庫(kù)和前端應(yīng)用程序，以及可調(diào)整的效勞器端部件。利用ActiveX(TM)技術(shù)，VB可使用如Microsoft Word字處理器、Microsoft Excel電子數(shù)據(jù)表及其他Windows應(yīng)用程序提供的功能，甚至可直接使用由VB專業(yè)版或企業(yè)版創(chuàng)立的應(yīng)用程序和對(duì)象。用戶最終創(chuàng)立的程序是一個(gè)真正的EXE文件，可以自由發(fā)布。VB提供了學(xué)習(xí)版、專業(yè)版和企業(yè)版，用以滿足不同的開發(fā)需要。企業(yè)版允許專業(yè)人員以小組的形式來(lái)創(chuàng)立強(qiáng)大的分布式應(yīng)用程序。它包括專業(yè)版的所有特性。 Visual Basic的其它特性在Visual Basic以前的版本中

23、。由于仍然擺脫不了解釋執(zhí)行的代碼運(yùn)行機(jī)制，所以在相當(dāng)?shù)某潭壬现萍s了Visual Basic的開展。從Visual Basic5.0版本開始，在Visual Basic中制作的應(yīng)用程序都改變?yōu)榫幾g執(zhí)行，使得Visual Basic的代碼效率有了很大的提高，同時(shí)執(zhí)行的速度也大幅度加快12。當(dāng)然在Visual Basic中還有其它特性，例如：面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言；結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)；事件驅(qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì)；支持動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)；應(yīng)用程序之間的資源共享。5.4 程序運(yùn)行界運(yùn)行VB 60，選擇菜單欄上的【新建】/【標(biāo)準(zhǔn)exe】命令，進(jìn)入VB編程環(huán)境，如圖2所示：圖2 VB編程環(huán)境5.4.1 設(shè)計(jì)窗口設(shè)計(jì)窗口是用戶編寫的

24、應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)將要顯示的窗口界面。用戶在上面添加各種控件，可以顯示文字、圖形、圖像等如圖3。圖3 設(shè)計(jì)窗口5.4.2 工具箱顯示標(biāo)準(zhǔn)的VB控件及已添加到工程中的任何ActiveX控件和可插入對(duì)象。標(biāo)準(zhǔn)工具箱共有包括圖片框、文本框、數(shù)據(jù)、對(duì)象鏈接和嵌入等在內(nèi)的20個(gè)控件，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示或繪制圖像圖形、顯示可以編輯的文本、訪問數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)、鏈接或嵌入其他程序到VB程序中等根本功能。除標(biāo)準(zhǔn)控件外還可以用添加ActiveX控件的方式得到更多的控件，使得編程功能更多。方法是選用【工程】/【部件】/【控件】命令，出現(xiàn)選擇對(duì)話框，勾選需要的控件名前的方框，就可將該控件添加進(jìn)工共箱。要將已添加進(jìn)工具箱且程序未

25、使用的控件取消，去掉控件名前方框中的對(duì)鉤即可如圖4。圖4工具箱窗口5.4.3 屬性窗口屬性是VB語(yǔ)言的一個(gè)重要概念，VB的每一個(gè)對(duì)象均有屬性。通過(guò)屬性窗口可以設(shè)置窗體、控件等對(duì)象的屬性值，這種方法稱為設(shè)計(jì)時(shí)改變對(duì)象的屬性值；假設(shè)用程序代碼設(shè)置對(duì)象屬性，那么稱為運(yùn)行時(shí)改變對(duì)象的屬性值如圖5。翻開某一控件的屬性窗口，可以采用以下任意一種方法： 先選定控件比方在窗體上單擊該控件，然后按F4鍵； 先選定控件，比方在窗體上單擊該控件，然后單擊工具欄上的屬性圖標(biāo)； 選擇【視圖】/【屬性】命令，然后在【屬性】窗口上部的下拉列表框選擇某件。圖5屬性窗口5.4.4 【工程】窗口【工程】窗口包含了創(chuàng)立的VB工程文

26、件，比方窗體Form、模塊Module。 應(yīng)用【工程】窗口功能的方法是在【工程】窗口上單擊鼠標(biāo)右鍵，比方想要將【工程】在軟盤上作一備份，可用鼠標(biāo)右鍵單擊【工程】窗口上的任一項(xiàng)，再在出現(xiàn)的菜單上選擇【另存為】命令，就可以將源程序作一備份了如圖6。圖6【工程】窗口5.4.5 代碼窗口代碼窗口是書寫源程序的地方，在代碼窗口(如圖7)的對(duì)象下拉列表框中選擇窗體或控件名在過(guò)程下拉列表框中選擇該對(duì)象的事件名，代碼窗口將自動(dòng)出現(xiàn)該對(duì)象的事件過(guò)程的首尾兩行代碼，只需在中間輸入源程序即可。假設(shè)輸入源程序有語(yǔ)法錯(cuò)誤，VB自動(dòng)出現(xiàn)警示信息并用紅字顯示錯(cuò)誤代碼。 圖7代碼窗口5.4.6 【窗體布局】窗口(如圖8)用鼠

27、標(biāo)拖動(dòng)【窗體布局】窗口中的白色窗體，可以調(diào)整程序運(yùn)行時(shí)窗體在屏幕上的顯示位置。圖8【窗體布局】窗口5.4.7 菜單欄菜單欄上的菜單命令，指明了VB能夠完成的功能。單擊菜單欄(如圖9)上的菜單標(biāo)題，會(huì)下拉顯示各菜單項(xiàng)命令。有些菜單項(xiàng)以淺灰色顯示表名在當(dāng)前狀態(tài)下不可用。圖9菜單欄窗口5.4.8 工具欄工具欄上的圖標(biāo)，代表一些經(jīng)常使用的命令，單擊某圖標(biāo)，與單擊菜單命令或按下快捷鍵的效果一樣。將鼠標(biāo)指針停留在圖標(biāo)上會(huì)兒，將出現(xiàn)該圖標(biāo)的中文名稱；在工具欄上單擊鼠標(biāo)右鍵將顯示工具欄選擇菜單(如圖10)。圖10工具欄窗口5.5 用戶界面的設(shè)計(jì)運(yùn)用最優(yōu)化方法建立數(shù)學(xué)模型,確立曲柄滑塊機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K、滑塊行

28、程H等之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,求出零件優(yōu)化結(jié)果。 原始參數(shù)可定為：行程速比系數(shù)K、滑塊行程H。由此設(shè)計(jì)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)程序運(yùn)行界面如圖11所示。圖11 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化計(jì)算界面圖11 程序運(yùn)行界面6 設(shè)計(jì)實(shí)例例如：一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，其，滑塊行程H=100mm，試求通過(guò)VB程序優(yōu)化后所得曲柄l、連桿和偏心距e的最優(yōu)結(jié)果。 圖12 程序輸入?yún)?shù)界面輸出步驟如下：輸入選擇參數(shù)如圖12，根據(jù)給定的條件，通過(guò)VB編程來(lái)對(duì)未知變量確實(shí)定； 建立目標(biāo)函數(shù)，對(duì)未知變量進(jìn)行約束； 編寫循環(huán)語(yǔ)句并調(diào)用進(jìn)程，來(lái)運(yùn)行程序； 程序運(yùn)行結(jié)束，得出結(jié)果。輸出結(jié)果如下列圖13： 圖13 程序輸出優(yōu)化結(jié)果界面從圖13中

29、知道： 曲柄l=48mm ，連桿=101mm，偏心距e=22mm本例運(yùn)用VB編程的設(shè)計(jì)過(guò)程，只是在Windows操作平臺(tái)上，通過(guò)可視化的窗口圖11，進(jìn)行方便的選取優(yōu)化條件。點(diǎn)擊Windows操作平臺(tái)上的VB窗口上的優(yōu)化結(jié)果按鈕圖12得出優(yōu)化結(jié)果，從優(yōu)化結(jié)果的界面可以看出，通過(guò)VB優(yōu)化的結(jié)果更節(jié)省材料和準(zhǔn)確。7 結(jié)束語(yǔ)通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)Visual Basic有了一定的了解和掌握，根本熟悉了Visual Basic語(yǔ)言和機(jī)械設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系，根本掌握了用機(jī)械設(shè)計(jì)思想和運(yùn)用Visual Basic程序設(shè)計(jì)方法對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)化設(shè)計(jì)，使我對(duì)Visual Basic這種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言有了更

30、進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，能夠運(yùn)用Visual Basic軟件按曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的幾個(gè)重要參數(shù)的約束條件建立目標(biāo)函數(shù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，而且通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中還使我具備了以下幾方面的能力：1使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)思想的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的提高，進(jìn)一步提高了嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。2鍛煉了用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言Visual Basic軟件同機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程有機(jī)結(jié)合的能力。3進(jìn)一步提高了實(shí)踐動(dòng)手能力。4加強(qiáng)了論文格式及排版的能力，以及抓圖工具的使用。5提高了和老師、同學(xué)討論，解決問題的能力。6提高了查閱中外資料和閱讀資料并查找有效信息的能力。謝辭在本畢業(yè)設(shè)計(jì)承蒙指導(dǎo)付老師、王老師的認(rèn)真指導(dǎo)和熱心幫助，放棄休息時(shí)

31、間，耐心地輔導(dǎo)我們，才使我在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以按規(guī)定的時(shí)間順利的完成！我們指導(dǎo)老師豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和淵博的知識(shí)以及嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的、認(rèn)認(rèn)真真工作態(tài)度已經(jīng)深深的印在我的腦海里了，對(duì)我影響很大！通過(guò)指導(dǎo)老師的熱心認(rèn)真的指導(dǎo)，使我能夠?qū)C(jī)械原理設(shè)計(jì)的根本知識(shí)能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)并得到提高；對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行有效的查閱；在運(yùn)用軟件時(shí)能夠融會(huì)貫穿?？傊谡麄€(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中指導(dǎo)老師給予我了充分耐心的指導(dǎo)，在此我向指導(dǎo)老師以及曾幫助過(guò)我的劉永慶同學(xué)表示真誠(chéng)的感謝！參考文獻(xiàn)：1孫桓.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，1996.2王永樂.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)根底M.哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社1987.3婁建國(guó).曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中K值合理范圍確

32、實(shí)定J.機(jī)械傳動(dòng)，2003(1):41-42.4韓繼光，等.按行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的解析法J.機(jī)械設(shè)計(jì):2004(12):55-56.5鄒慧君，傅祥志等主編. 機(jī)械原理M.高等教育出版社，19996申永勝. 機(jī)械原理教程M.清華大學(xué)出版社，1999.7李建福. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)極位夾角新定義及按K值圖解設(shè)計(jì)方法的探討J. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2002，6.8J.江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所,1998；70110.9胡自化.基于Visual Basic開發(fā)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)CAI系統(tǒng)J.湘潭大學(xué)學(xué)報(bào),19995；100110.10J.福建農(nóng)林大學(xué),機(jī)電工程學(xué)院學(xué)報(bào),20032；102130.11J.山西晉城播

33、送電視大學(xué)學(xué)報(bào),20066；109120.12J.哈爾濱制藥總廠,2001；310330.13陳立周.機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化方法J.北京大學(xué)學(xué)報(bào).19883；370390.14周藹如,官士鴻,林偉建.?Visual Basic 程序設(shè)計(jì)?M.電子工業(yè)出版社,2004.2.15J.哈爾濱制藥總廠,2001；310330.16陳立周.機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化方法J.北京大學(xué)學(xué)報(bào).19883；370390.17J.華北工學(xué)院?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),19926；210230.附程序代碼：Public l1 As Single, l2 As Single, e As SinglePrivate Sub yhsj(k, h)Dim w

34、As Single, r2 As Single, r3 As Single, rmin As Single, n As Single, x As Single, y As Single, z As Singlen = 100w = 3.1416 * (k - 1) / (k + 1) b = Sqr(1 - 2 * a * a * (1 + Cos(w) / (2 * (1 - Cos(w) c = (1 - 4 * a * a) / (2 * (1 - Cos(w) * Sin(w) z = c / (a + b) p0 = (3.1416 / 2) + Atn(z / Sqr(1 - z

35、* z) y = (c - a) / b If a c Then r2 = 3.1416 - Atn(-y) / Sqr(1 - y * y) - 2 * Atn(1) Else r2 = Atn(-y) / Sqr(1 - y * y) + 2 * Atn(1) End If x = (c - a * Cos(p0 + w) / b r3 = Atn(-x) / Sqr(1 - x * x) + 2 * Atn(1) If r2 r3 Then rmin = r3 Else rmin = r2 End If If 0 = w = 0 And rmin = (3.1416 * 40 / 180

36、) Then If -rmin n Then n = -rmin l1 = a * h l2 = b * h e = c * h End If End If Next aEnd SubPrivate Sub command1_click()h = Val(Text2.Text)k = Val(Text1.Text)Call yhsj(k, h)Text3.Text = l1Text4.Text = l2Text5.Text = eEnd SubPrivate Sub command2_click()Text1.Text = Text2.Text = Text3.Text = Text4.Tex

37、t = Text5.Text = End SubPrivate Sub command3_click()EndEnd Sub09/20 11:46 102機(jī)體齒飛面孔雙臥多軸組合機(jī)床及CAD設(shè)計(jì)09/08 20:02 3kN微型裝載機(jī)設(shè)計(jì)09/20 15:09 45T旋挖鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)液壓缸設(shè)計(jì)08/30 15:32 5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)10/30 17:12 C620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆2-16孔的鉆床夾具設(shè)計(jì)09/21 13:39 CA6140車床撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)83100308/30 15:37 CPU風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)09/20 16:19 GDC956160工業(yè)對(duì)輥成

38、型機(jī)設(shè)計(jì)08/30 15:45 LS型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)10/07 23:43 LS型螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)09/20 16:23 P-90B型耙斗式裝載機(jī)設(shè)計(jì)09/08 20:17 PE10自行車無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)10/07 09:23 話機(jī)機(jī)座下殼模具的設(shè)計(jì)與制造09/08 20:20 T108噸自卸車拐軸的斷裂原因分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)09/21 13:39 X-Y型數(shù)控銑床工作臺(tái)的設(shè)計(jì)09/08 20:25 YD5141SYZ后壓縮式垃圾車的上裝箱體設(shè)計(jì)10/07 09:20 ZH1115W柴油機(jī)氣缸體三面粗鏜組合機(jī)床總體及左主軸箱設(shè)計(jì)09/21 15:34 ZXT-06型多臂機(jī)凸輪軸加工工藝及工裝設(shè)計(jì)10

39、/30 16:04 三孔連桿零件的工藝規(guī)程及鉆35H6孔的夾具設(shè)計(jì)08/30 17:57 三層貨運(yùn)電梯曳引機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)10/04 13:45 五噸單頭液壓放料機(jī)的設(shè)計(jì)10/04 13:44 五噸單頭液壓放料機(jī)設(shè)計(jì)09/09 23:40 儀表外殼塑料模設(shè)計(jì)09/08 20:57 傳動(dòng)蓋沖壓工藝制定及沖孔模具設(shè)計(jì)09/08 21:00 傳動(dòng)系統(tǒng)測(cè)繪與分析設(shè)計(jì)10/07 23:46 保護(hù)罩模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)09/20 15:30 保鮮膜機(jī)設(shè)計(jì)10/04 14:35 減速箱體數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)10/04 13:20 鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設(shè)計(jì)09/08 21:33 別離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設(shè)計(jì)10/30 15:26 制定左擺動(dòng)杠桿的工工藝規(guī)程及鉆12孔的夾具設(shè)計(jì)10/29 14:03 前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-M16深29孔的工裝夾具設(shè)計(jì)10/07 08:44 加油機(jī)油槍手柄護(hù)套模具設(shè)計(jì)09/20 15:17 加熱缸體注塑模設(shè)計(jì)10/07 09:17 動(dòng)模底板零件的工藝規(guī)程及鉆52孔的工裝夾具設(shè)計(jì)10/08 20:23 包縫機(jī)機(jī)體鉆孔組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)09/21 15:19 升板機(jī)前后輔機(jī)的設(shè)計(jì)09/09 22:17 升降式止回閥的設(shè)計(jì)09/22 1