畢業(yè)論文-平面連桿機構的計算機輔助設計

前言1.1課題研究的目的和意義平面連桿機構的共同特點是原動件的運動都要經(jīng)過一個不與機架直接相連的稱之為連桿的中間構件才能傳動從動件故而稱之為平面連桿機。為什么平面連桿機構可以被大量應用在任何領域，一則是因為低副為它的運動副，所以接觸的面積較大，壓強值較小，承載抵抗的能力就比較大，并且平面連桿機構的構造簡單，容易人們制造。二是因為它可以設計各機構的長度從而設計自己需要的運動軌跡，在原動件運動規(guī)律不變的情況下，三是因為行動路程的擴大、力的擴大、遠路程的傳動、運動方向的變化這些功能都可以靠平面連桿機構實現(xiàn)。平面連桿機構的優(yōu)點特別多，但是它的缺點也是存在的。由于連桿的存在是四桿機構中必不可少的，這也使得連桿機構的運動從主動件到從動件的傳遞路線較長從而使誤差較大，機械效率降低，對于快速運動的機械是不適用于連桿機構的，因為機械運動越快，連桿和滑塊就存在特別大的慣性力，而平面連桿機構更加不能抵消掉這些力。雖然連桿機構的優(yōu)缺點并存，但不影響它被各個領域應用，它的利是大于弊的所以人們都尋找更好的辦法來克服連桿機構的缺點。社會在飛速前進，機械機構也存在優(yōu)勝劣汰，所以一個機械構件要在這個社會存在并廣泛應用在各個領域，必須盡可能避免其缺點。而且隨著社會的發(fā)展，高速機械也越來越多，平面連桿機構要實現(xiàn)更多復雜的運動要求，計算量大的問題也出現(xiàn)了，因此怎樣設計的平面連桿機構更快捷、準確，還可以解決計算量大、校核難的問題是研究的關鍵。這些年來，計算機技術和數(shù)學工具的日益成熟，專家們在原來的設計方法上分析和改進，結合新技術和新思想，是平面連桿機構可以滿足各項工作的要求，但是不管是以前的方法還是新的設計方法，都存在一個巨大的難題，就是難以克服計算量大的問題。舊的問題被克服新的問題也會隨之產(chǎn)生，所以人們就自然而然的將計算機和平面連桿機構的設計結合起來研究，這是設計平面連桿機構的一個方向。1.2研究背景隨著社會的進步，計算機領域也得到發(fā)展，新興出許多相關的開發(fā)設計軟件，它們優(yōu)缺點并存。結合計算機輔助設計，不僅提高了工作效率，也提高了設計的精度。以前在平面連桿機構的設計上只顧及到運動學要求，現(xiàn)在技術得到改進，動力學要求更是被設計者所重視。設計平面連桿機構中分為兩類，第一類是從設計的角度出發(fā)。在這一類里，設計者通過自己選擇的機構形狀來設計出機構中各桿的長度。選擇好類型就相當于確定了機構由什么組成，構件的類型和運動副的類型和數(shù)量。而要設計出桿長就要根據(jù)連桿類型確定機構桿長之間的數(shù)學模型，和之間的參數(shù)關系。第二類是設計平面連桿機構的方法種類，現(xiàn)在出現(xiàn)了作圖法、實驗法、代數(shù)法這三種主要的方法。這些方法伴隨著社會發(fā)展而興起，其目的是使平面連桿機構的設計更加優(yōu)化，同時也可減輕人的體力和腦力勞動。下面介紹其中一些設計方法。復演規(guī)則軌跡的平面四桿機構計算機輔助綜合法:該方法是一種以極點曲線為基本原理的計算機輔助機構綜合。該方法具有幾何方法和分析方法的優(yōu)點，解決了復雜規(guī)則預期軌跡的平面四桿機制問題。經(jīng)典機制的數(shù)學模型通過分析幾何方法建立。計算極點曲線的方法通過數(shù)值迭代法求解。推薦的范圍由算法中某些參數(shù)的選擇給出。該方法的正確性通過計算機計算，圖形和人機對話功能進行驗證。調整參數(shù)的過程，獲得機理的最優(yōu)解?；谀：碚摰钠矫孢B桿機構穩(wěn)健設計方,保證鏈接設計方案，精準運動是一個根本問題。由于組成處理誤差機制的要素必須存在，使得組件的大小不確定，使得實際運動與機構運動之間的運動定律的不確定性誤差。通常接受這種移動可以用不確定性誤差來描述隨機性。然而，設計質量標準的設計質量的鏈接設計評估顯然是模糊的特征。意味著一個一般的想法是優(yōu)化設計一種控制每個插補節(jié)點的最大位移的方法或誤差均方根值不超過允許范圍，每個元件的制造工藝條件受制造公差的影響。因為每個成員組織的大小的基本功能與制造誤差之間的關系通常是非線性的，因此在棒的長度獲得被孤立研究的尺寸的體積之后，制造公差問題，他們不能得到合理的制造方法，設定公差值。模糊理論研究鏈接設計的設計，以評價設計質量的模糊性，根據(jù)其模糊的設計原則，提出了魯棒設計方法的機制計劃。這種方法可以同時獲得平面連桿長度的每個基本尺寸和制造公差，制造和精度公差，使機構運動達到預期的良好匹配值方便。該方法根據(jù)飛機運動模糊特征的精度-一種聯(lián)動機制，旨在評估模糊概率法的準確性，從而引入了魯棒的設計方法。這種方法在解決致動桿的長度和其他參數(shù)時也可以確定桿的每個制造公差的長度，以確保機械堅固性的位移精度的配置。為了再現(xiàn)機械接合平面的角位移，例如，基于模糊理論建立魯棒優(yōu)化設計模型，并設計計算?；谛螤钭V的平面四桿機構神經(jīng)網(wǎng)絡軌跡設計法。長期以來,平面四連桿機構的軌跡設計一直是機構學中的一個研究熱點,許多相關設計方法是最直觀和最有效的設計方法之。根據(jù)地圖中使用的鏈接曲線，該方法可以分為以下三個①傳統(tǒng)物理圖。這種方法對于設計一些電子地圖的特征值是耗時且昂貴的。由于有限數(shù)量的特征值不足以描述連接曲線，所以該方法不能包括鏈接。隨著計算機和設計軟件開發(fā)的普及，連桿設計速度和設計精度在滿足電源要求的同時也考慮到動態(tài)特性。特別是引入微電子技術和自動控制技術，采用多自由度聯(lián)動，使連桿的結構和設計大大簡化，使用范圍更廣。從系統(tǒng)設計的角度來看，它通常包括尺寸設計的選擇和移動的兩個方面，前者是確定聯(lián)動結構的結構，包括組件的數(shù)量和對的類型和數(shù)量，其中是確定所有的形態(tài)信息曲線，建立連接圖主要受到一些具體的處理。③基于電子地圖的曲線形狀譜僅依賴于曲線的形狀，縮放曲線，旋轉和平移獨立，數(shù)據(jù)冗余度小，容易對目標曲線和連桿曲線進行比較。重要的是要注意，由于光譜中包含的鏈接曲線總是有限的，所以最接近目標曲線的鏈接曲線通常不包括在圖中，所以無論建立什么形式，只能使用粗略近似獲得軌跡機制。為了獲得復雜目標曲線的理想軌跡機理，通過數(shù)學形態(tài)學和圖像處理的組合，提取平面鏈接曲線的形狀特征參數(shù)并與目標曲線進行比較。在此基礎上，根據(jù)鏈路曲線的機理參數(shù)和形狀譜建立神經(jīng)網(wǎng)絡。通過自學習和優(yōu)化，獲得與鏈接目標曲線和對應的平面桿軌跡機制相同的曲線。以上的幾種方法，著重點是不同的，它們分別從研究機構的某一方向入手?？梢钥偨Y上面的研究方法，都離不開計算機輔助設計。所以計算機的輔助設計也是一個必然的趨勢，但是怎樣才能更好的開發(fā)出簡單的計算機程序，還能設計出復雜的平面連桿機構，是本次研究的重點，本文也會對要使用的計算機軟件進行評價和研究，為更深層次的研究做好基礎工作。2工具軟件簡介在本次平面連桿機構的計算機輔助設計中，用到的程序設計軟件是VisualBasic，在和解析法設計平面連桿機構相結合的情況下，在保證質量的前提下，快速的設計出平面連桿機構。用三維軟件UG進行運動仿真。下邊我們著重介紹這兩款軟件。2.1VisualBasic簡介VisualBasic是一種由Microsoft開發(fā)的結構化的、模塊化的、面向對象的、包含協(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅動為機制的可視化程序設計語。VisualBasic簡單的稱呼是VB,這款軟件它存在許多優(yōu)點和功能：1.窗口的設計時直觀的、可以看見的。在VB程序設計中，最基礎的東西是對象。對象是一個不具體的東西，它把程序和數(shù)據(jù)存放在一起，通過調用直接使用程序。好多對象都是可視化的。設計者可根據(jù)工具箱中已經(jīng)提供的工具，按照設計要求，在對象窗口中“畫”出不同的對象。這種能看見的設計方式大大的方便了設計。而傳統(tǒng)的程序設計，在編寫程序時是看不到界面的，這樣用程序開發(fā)人員要花大量時間來調試用戶界面，太浪費時間了，工作量還大。2.事件驅動的編程體系。每一個事件對應一個程序，設計者只需要根據(jù)設計要求進行程序編寫。這樣程序代碼較短，使編程編程了一件簡單的事情。也方便了代碼的維護。3.結構化的程序設計語言。結構化語言的優(yōu)點是通俗簡單而且對于設計者來說是特別容易懂的。設計者可以自己選擇代碼的顏色，如果有語法上的錯誤系統(tǒng)會自己提醒修改。編譯器的功能非常強大用戶可以靈活使用，隨時運行程序來檢查代碼是否正確。這種語言的特點是從人類的思維方式出發(fā)，最貼近人類語言，讓設計者的設計更人性化。由于VB有這么多的優(yōu)點，本次軟件開發(fā)采用它作為設計軟件，肯定是最準確、便捷、簡單的選擇。所以VB也得到各大高校的廣泛使用。2.2UG簡介UG（Graphics中）是西門子PLM軟件公司生產(chǎn)的，用于產(chǎn)品工程中的解決方案，用于在設計過程和制造所述用戶提供數(shù)值模擬和驗證的過程。UG的出現(xiàn)始于1969年，它是在C語言的基礎上實現(xiàn)的發(fā)展，UGNX是自適應多網(wǎng)格方法的發(fā)展和在三維空間中的二維網(wǎng)絡結構而不的數(shù)值解靈活的軟件等式偏微分工具是在軟件設計中的一個的一組CAD/CAE/CAM的在三維空間中。在現(xiàn)在社會特別流行，功能強大。UG應用在各大領域，即可以進行工業(yè)設計和產(chǎn)品設計，還可以進行運動仿真演示。無論產(chǎn)品設計的模型有多復雜，只要是由用戶需要，設計者都可以利用UG的各個功能輕松的實現(xiàn)。同時也被大量的應用在機械電子、汽車行業(yè)、航天航空等各個領域的設計中。UG功能強大，總的來說此款軟件具有以下功能：1.工業(yè)設計：利用UG建模，工程師們可以畫出各種復雜的產(chǎn)品，并通過利用UG的其他功能，讓設計出來的產(chǎn)品更美觀。2.產(chǎn)品設計：在UGNX的各大功能模塊中，設計和制圖功能無疑是性能最高的。它可以以最方便、最靈活的方式實現(xiàn)客戶需要的任何產(chǎn)品。這個世界上最厲害、最搞笑的產(chǎn)品設計應用模塊都在UG中包含著。3.數(shù)控加工。該模塊同時提供通用的點位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程。UG軟件所有模塊都可在實體模型上直接生成加工程序，并保持與實體模型全相關。4.模具設計這：這個功能在當今社會被廣泛應用，因為UG這個模塊的動能及其強大。5.仿真、確認和優(yōu)化：利用早期的數(shù)字仿真，可以更好的改善商品性能。本次驗證平面連桿機構的設計是否合理，應該對設計的機構進行運動仿真，我主要用來實現(xiàn)移動模擬機制NX8.0是，UGNX8.0具有以下特點：(1)更人性化的操作界面.(2)完整統(tǒng)一的全流程解決方案．(3)數(shù)字化的仿真、驗證和優(yōu)化.(4)知識驅動的自動化.(5)系統(tǒng)級的建模能力.3平面連桿機構的設計研究3.1平面連桿機構的簡介平面連桿機構中最常見的是由四個構件組成的機構。在平面連桿機構中，固定不動的構件稱為機架；兩端都以活動鉸鏈與其他構件連接的是連桿，它在機構運動時作平面復雜運動；有一端是以固定鉸鏈與機架連接的是連架桿。鉸鏈四桿機構是平面四桿機構的基本形式，其他形式的四桿機構都可以看做是他的演。有關平面連桿機構的性質有運動特性和動力特性：曲柄存在的條件：最長桿和最短桿之和小于等于其余兩桿之和；最短桿為連架桿或機。急回特性：原動件作勻速轉動，從動件往復運動的機構，從動件正行程的平均速度慢于反行程的平均速度的現(xiàn)象。為表明這種急回運動的程度，用行程比變化系數(shù)K來衡量。極位：輸出構件的極限位置。擺角:兩極限位置所夾的銳角。極位夾角：當輸出構件在兩極位時，原動件所處兩個位置的銳角。壓力角和傳動角：壓力角是不考慮摩擦時，機構輸出構件上的作用力與該力的作用點的絕對速度方向所夾的銳角。傳動角是壓力的余角。死點：傳動角為0時，機構處于死點位置，整的機構無法運動。所以應該盡量避免死點的出現(xiàn)，傳動角應該越大越好，為了保證機構安全運行，應該。下面介紹幾種主要的平面連桿機構的類型。3.1.1平面連桿機構分類1.曲柄搖桿機構。在鉸鏈四桿機構滿足桿長要求時，最短桿為連架桿時，機構為曲柄搖桿機構。在曲柄搖桿機構的兩個連架桿中，一個為曲柄，一個為搖桿。曲柄做整周回轉，搖桿做往復擺動。如圖3-1(a)。2.雙曲柄機構。在鉸鏈四桿機構滿足桿長要求時，最短桿機架時，機構為曲柄滑塊機構的，其中兩個連架桿均為曲柄。在此機構中當主動曲柄做勻速運動時，從動曲柄做變速運動。如圖3-1(b)。3.雙搖桿機構。在鉸鏈四桿機構滿足桿長要求時，最短干為連桿時，機構為雙搖桿機構，其中連架桿均做往復擺動。若兩個搖桿長度相等，則為等腰梯形結構。如圖3-1(c)。圖3-1平面連桿機構分類圖4.曲柄滑塊機構。此機構是由鉸鏈四桿機構演化而來，將曲柄搖桿機構的擺轉副變成移動副。用曲柄和滑塊來實現(xiàn)轉動和移動相互轉換的平面連桿機構。如圖3-2。圖3-2曲柄滑塊機構圖3.1.2平面連桿機構術語和一般設計步驟平面連桿機構：只含低副的平面機。平面四桿機構：由四個構件通過低副連接而。在我們日常用到的機械中，平面四桿機構是最常用的一種，它也是平面連桿機構的最基本形式。是本次研究中，我們重點關注的對象。主要的問題是，不僅設計每個構件的尺寸，是確定連桿機構以便滿足的結構要求。所以連桿機構的設計方法分為解析法和作圖法，現(xiàn)在我們著重介紹解析法的設計步驟。按行程比系數(shù)設計四桿機構常用設計步驟：1.按實際需要給定行程比系數(shù)K的數(shù)值。2.算出極位夾角。3.根據(jù)機構在極位時的幾何關系，建立數(shù)學模型。4.確定各桿長度。3.2平面連桿機構的設計選定了自己要設計的機構類型，在給定運動條件的情況下，既要設計出各桿的長度，還要符合運動學要求和動力學要求。作圖法和解析法是研究設計平面連桿機構的兩個主要方法。解析法是本次設計要用到的方法，它的好處是設計精度高，全部是通過數(shù)學理論和公式一步一步推算出來的。設計思路更是靈活多變，對于一些復雜的機構設計也不再話下，但是它的缺點就是計算太過復雜和計算量較大，人類自己手算一般無法完成，也是比較花費時間和精力的。因此常結合計算機輔助設計，可得到準確的設計結果。圖解法是非常直觀清晰的，但是因為作圖中肯定存在誤差，所以此方法的設計精度不高，對作圖要求比較高的。由于實踐過程中給出的條件不同，設計的方法也不同。本文主要按“給定急回特性要求”設計四桿機構。3.2.1曲柄搖桿機構的設計如圖3-3，已知搖桿長度CD，擺角和行程速度變化系數(shù)，求各桿長度。其中最小傳動角為，AB為曲柄長度，BC為連桿長度，CD為搖桿長度,AD為機架長度。作M垂直于和角N=-,與相交于點P，作P的外接圓，圓弧上任意A點都滿足，角=，所以固定鉸鏈A點在此圓弧上。以D為原點建立直角坐標系，X軸與平行，Y軸平分角。由給定行程速度變化系數(shù)K求出極位夾角：則圓心坐標為(0，)令圓半徑圓方程圖3-3曲柄搖桿機構圖為避免錯位不連續(xù)，固定鉸鏈A點應在弧和上取，為了保證機構的安全性和可靠性，最小傳動角≥，越大，機構的傳動性能越好。所以應利用最小傳動角進行優(yōu)化設計。我們去段為例進行設計，第一次取Y=B/15，依次遞增。則所以：在程序設計中按最小傳動角≥校核，若不滿足，則取下一個Y指，直到滿足要求。A點越往上，最小傳動角越大，所以Y每次增加B/15。3.2.2曲柄滑塊機構的設計已知行程H,和行程速度變化系數(shù)K,設計一曲柄滑塊機構。其中AB為曲柄長度，BC為連桿長度，e為偏距。如圖3-4，以為底邊做等腰三角形，令其頂角為，再以為半徑，O為圓心做圓，圓弧上A點滿足角=，故固定鉸鏈A點在圓上。以O為圓心，讓Y軸平分，X軸和平行。根據(jù)行程速度變化系數(shù)K求出極位夾角：圓的半徑圓的方程為避免錯位不連續(xù),機構良好的傳動性能，圖3-4曲柄滑塊機構圖我們第一次取Y=B/15根據(jù)Y,求出e=B-Y,則所以曲柄和連桿的長度為：在程序設計中按最小傳動角≥校核，若不滿足，則取下一個Y指，直到滿足要求。A點越往上，最小傳動角越大，所以Y每次增加B/15。4平面連桿機構的計算機輔助設計4.1程序流程建立一個VB程序分為以下幾步：1.建立用戶界面對象;2.對象屬性設置；3.創(chuàng)建對象事件過程及程序編輯；4.運行和調試程序；5.保存程序和生成可執(zhí)行文件；程序流程圖是任何程序分析中最基本、最重要的環(huán)節(jié)。如下圖4-1為本次程序設計的流程圖，它代表了本次設計的主要思路。圖4-1程序流程圖4.2窗體設計和控件屬性VB的主界面包括1、標題欄2菜單欄3、工具箱4、屬性窗口5、工具欄6、窗體設計窗口如下圖4-2。圖4-2VB的主界面圖標題欄：“工程1-MicrosoftVisualBasic[設計]”,說明此時的集成開發(fā)環(huán)境是設計模式，在進入其他模式時，括號里會有相應提示，VB有三種工作模式：1.設計模式：進行界面設計和代碼的編程。2.運行模式:不能編輯，運行應用程序。3.中斷模式:暫時停止應用模式，可以進行代碼的編輯，但是不可以進行窗體的編輯。菜單欄：它由13個內含菜單構成，它們代表了設計者在設計程序的過程中的使用的命令。工具箱：再設計狀態(tài)時工具箱總是顯示的。它有21個圖標構成，每個圖標被制作成一個按鈕的形狀，示出了各個控件的生產(chǎn)工具，使用這些工具，用戶可以根據(jù)需求設計窗口。在VB的工具箱窗口放置了各種控件，下面我們介紹本次設計主要涉及到的控件：1.標簽（Label）：標簽的主要作用是顯示文本的信息，不能作為輸入數(shù)據(jù)信息的界面。所以標簽的內容只能用Caption屬性進行修。2.文本框(TextBox)：文本框是一個文本編輯框，用戶可以在該區(qū)域內更改文本的內容。3.命令按鈕（CommandButton）：命令按鈕是程序設計人員在進行窗體設計時經(jīng)常使用的一個控件，只要用戶按下命令按鈕，程序就會相應的被執(zhí)行。屬性窗口：它由四個部分組成，它是用來顯示和設置所選定的窗體和控件等對象的屬性。1.對象列表框2.屬性排列方式3.屬性列表框4.屬性含義說明屬性決定了一個控件的外觀。一個控件有多個屬性，例如顏色、大小、位置、名稱等。每一個控件都有系統(tǒng)為它設置的默認屬性。這些默認屬性用戶是可以看到的，也可以自己進行修改。設置控件屬性可以讓窗體看起來更加明了、美觀，使用戶可以更加直觀的觀察設計結果。設置屬性的方法有兩種：一種是在屬性窗口中進行設置。另一種是在代碼設計窗口通過代碼設置的。下面我們介紹本次設計主要涉及的屬性：1.Name:創(chuàng)建對象的名稱。2.Caption：可改變控件上顯示的內容。3.Font:可改變控件的外觀，可調節(jié)字體和字體大小。工具欄：可以快速的訪問常用的菜單命令。窗體設計：在VisualBasic中要解決一個實際問題，首要的問題建立一個清晰、簡明的程序界面，界面主要的作用是為用戶提供數(shù)據(jù)的輸入，計算后的結果顯示。關鍵是選擇所需的控件對象，進行合理的頁面布局。窗體是一個畫布，是所有控件的容器，用戶可以根據(jù)自己的設計需要在畫布上作畫。下面的圖是本次曲柄搖桿機構設計窗口圖4-3和曲柄滑塊機構的窗體設計圖4-4。圖4-3曲柄搖桿機構設計窗口圖圖4-4曲柄滑塊機構的窗體設計圖4.3代碼實現(xiàn)設計好了用戶使用窗口界面和為對象設置好屬性以后，我們就進入代碼窗口開進行程序的編寫，以代碼來調動控件來執(zhí)行計算個工作：PrivateSubCommand1_Click()DimL1,L2,L3,L4,k,e,wAsDouble//定義變量Dimpi,g,A,B,C,R,x,y,t1,t2,uAsDoubleL3=Val(Text1.Text)//將要輸入的數(shù)據(jù)輸入文本框e=Val(Text2.Text)k=Val(Text3.Text)pi=3.14159g=pi*(k-1)/(k+1)//計算極位夾角w=e*pi/180A=L3*Sin(w/2)B=L3*Cos(w/2)C=B-A/Tan(g)R=A/Sin(g)y=B/15DoWhiley<Bx=Sqr(R^2-(y-C)^2)t1=Sqr((x-A)^2+(B-y)^2)t2=Sqr((A+x)^2+(B-y)^2)L1=(t2-t1)/2//曲柄長度L2=(t2+t1)/2//搖桿長度L4=Sqr(x^2+y^2) //機架長度u=(L2^2+L3^2-(L4-L1)^2)/(2*L2*L3)//最小傳動角的計算Ifu>=Cos(pi/6)Then//校核最小傳動角Label1.Caption=L1//將結果輸出在標簽內Label2.Caption=L2Label3.Caption=L4EndIfy=y+B/15LoopEndSub曲柄滑塊機構的程序代碼：PrivateSubCommand1_Click()Dims,k,e,L,r,x,yAsDouble//定義變量DimA,B,C,n1,n2,pi,g,uAsDoubles=Val(Text1.Text)k=Val(Text2.Text)//已知數(shù)據(jù)輸入文本框pi=3.14159g=pi*(k-1)/(k+1)//計算極位夾角A=s/2B=s/(2*Tan(g))C=s/(2*Sin(g))y=B/15DoWhiley<Bx=Sqr(C^2-y^2)e=B-yn1=Sqr(e^2+(x-s)^2)n2=Sqr(e^2+(x+s)^2)L=(n2-n1)/2//曲柄長度計算r=(n1+n2)/2//連桿長度計算u=x/(B-L-y)IfAtn(u)>(pi/6)Then//校核最小傳動角Label6.Caption=L//結果輸出在標簽內Label7.Caption=rLabel8.Caption=eEndIfy=y+B/15LoopEndSub4.4應用實例1.試設計一曲柄搖桿機構，已知擺角=，搖桿長度=130，行程速度變化系數(shù)K=1.4。步驟一點擊運行，進入曲柄搖桿機構的窗口界面，輸入已知數(shù)據(jù)。如圖4-5。步驟二輸入數(shù)據(jù)后，點擊計算按鈕，可得有關的詳細計算結果，如圖4-6。圖4-5進入曲柄搖桿機構的窗口界面圖4-6有關的詳細計算結果得到結果曲柄長度=23，連桿長度=98，機架長度=88。這種程序設計的優(yōu)點就是可以設計許多的平面連桿機構，并且都是準確的，還可以檢查最小傳動角是不是符合力學要求。2.試設計一曲柄滑塊機構，已知行程S=50，偏距e=30，行程速度變化系數(shù)K=1.4。步驟一點擊運行，進入曲柄滑塊機構的窗口界面，輸入已知數(shù)據(jù)。如圖4-7。步驟二輸入數(shù)據(jù)后，點擊計算按鈕，可得有關的詳細計算結果，如圖4-8。圖4-7進入曲柄滑塊機構的窗口界面圖4-6有關的詳細計算結果得到結果曲柄長度L=32，連桿長度r=75,偏距e=37。這種程序設計的優(yōu)點就是可以設計許多的平面連桿機構，并且都是準確的，還可以檢查最小傳動角是不是符合力學要求。4.6軟件的系統(tǒng)功能及評本次程序設計具有以下特點：一是利用VB的最大優(yōu)點“可視化”，使窗口界面的設計更加人性化。已知數(shù)據(jù)和未知數(shù)據(jù)區(qū)分開，每個數(shù)據(jù)都有自己的文字說明，用戶可以很好的區(qū)分，快速的看懂窗口界面設計，讓用戶可以快速、準確的知道輸入、輸出數(shù)據(jù)。二是代碼設計中，采用dowhile語句里面嵌套if判斷語句，實現(xiàn)對機架和曲柄間的固定鉸鏈A的y軸坐標的疊加，計算出各桿長，再判斷是否滿足最小傳動角要求，滿足即可輸出，不滿足可繼續(xù)尋找合適的坐標，知道滿足要求。這種設計可的到許多滿足要求的曲柄機構，可根據(jù)自己的實際應用選擇最合適的桿長?？偟膩碚f本次設計解了計算難、計算量大的問題，也將VB的可視化、面向對象等優(yōu)點展現(xiàn)出來了，是一次好的軟件開發(fā)過程，通過本次的研究與設計.使得平面連桿機構的計算機輔助設計更加快速、準確，且更有說服力。5平面連桿機構的運動仿真為了驗證自己設計的機構是否正確，我們可以用UG進行連桿機構的運動仿真，從而觀察機構的運動過程，所以基于UG的運動動仿真是本章的核心。運動仿真功能的實現(xiàn)步驟主要有以下幾個：1.二維草圖的繪制;2.三維模型的實現(xiàn)；3.構件的組裝；4.建立一個運動仿真環(huán)境；5.創(chuàng)建連桿：在選定連桿機構時，每個連桿的類型是不同的，機架為固定的，其他桿為可動的。6.創(chuàng)建運動副：桿之間的運動副均為旋轉副。7.設置驅動：在選擇連桿運動副的時候，給桿一個恒定的速度。8.解算和求解：點結算方案后設置時間和步長。同時可以控制動態(tài)圖的過程和進行動圖的導出。5.1UG主界面在NX8.0中，主界面包括1.標題欄2.主菜單3.工具欄4繪圖欄5.提示欄6.操作導航器。如圖5-1為主界面展示圖。標題欄：圖的頂部，用戶目前所處環(huán)境和文件名字的代表。我們主要會用到草圖模式、裝配模式、三維造型模式和仿真模式。菜單欄：在標題欄的下面，它是該軟件功能的體現(xiàn)欄。每個菜單標題提供一個下拉式菜單，顯示有關命令。工具欄：當默認啟動時，工具欄只會顯示幾個主要的常用工具，它的每個圖標代表一個功能。用戶可根據(jù)自己需要選擇相應工具。提示欄：主要是指導用戶如何操作，用于用戶和計算機之間的交流，當執(zhí)行一個操作是它會提示人們應該必須執(zhí)行的動作及下一步應該怎么做。狀態(tài)欄：在繪圖欄上方，顯示了用戶現(xiàn)在使用的功能的操作步驟和過程。操作導航器：對草圖?；鶞势矫?、歷史記錄進行查看、修改和編輯。繪圖區(qū)：創(chuàng)建、顯示和編輯圖形的區(qū)域，默認用戶界面設計的地方。圖5-1主界面展示圖5.2二維造型草圖的繪制：圖5-2曲柄圖5-3連桿圖5-4搖桿圖5-5機架5.3三維造型將草圖拉伸實現(xiàn)三維造型：圖5-5曲柄圖5-6連桿圖5-7搖桿圖5-8機架進入裝配模塊，將三維模型組裝在一起，如下圖：圖5-9裝配圖5.4動畫制作通過NX將平面連桿機構的三維造型組裝在一塊后，后就應該進人仿真環(huán)境，通過事先設計好的尺寸，在建立相應的連桿類型、運動副、運動驅動。運動仿真是在時間的基礎上進行運動的，在指定的時間內運動。為了執(zhí)行該組件的運動，到組裝操作中，通過規(guī)定的方法連接到彼此相鄰的構件是可移動的連接部被連接，但不能沒有相對運動的把相鄰組件連接起來。平面連桿機構的運動仿真可以分為這幾步：1.新建仿真；2.創(chuàng)建連桿；3.創(chuàng)建運動副；4.設置驅動；5.解算和求解；6.導出和保存；經(jīng)過求解好了之后，屏幕顯示出平面連桿機構的運動畫面，你可以審閱它的運動、快退、暫停通過動畫。由預先給定的桿長及設計原理，可以知道我們仿真的是曲柄搖桿機構，而經(jīng)過運動仿真設計以后，驗證了數(shù)據(jù)是否合理，證明了此機構確實為曲柄搖桿機構。致謝時間過得真快，轉眼間就臨近畢業(yè)了，在快畢業(yè)的這幾個月，我努力想在臨近畢業(yè)給老師和自己交一份滿意的試卷。于是我盡量開拓創(chuàng)新，結