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平面连杆机构的计算机辅助设计系统研究与实现

王会  
【摘要】:平面连杆机构全部采用低副连接,因而结构简单易于制造,结实耐用,不易磨损,适于高速重载;运动低副具有良好的匣形结构,无需保养,适于极度污染或腐蚀而易出现问题的机器中;连杆机构能够实现多种多样复杂的运动规律,而且结构的复杂性不一定随所需完成的运动规律性的复杂程度而增加;连杆机构还具有一个独特的优点,就是可调性,即通过改变机构中各杆件长度,从而方便地改变了原机构的运动规律和性能。 连杆机构由于结构上的特点在各种机械行业中被广泛的采用。通过对连杆机构的设计,可以实现不同的运动规律,满足预定的位置要求和满足预定的轨迹要求。 平面连杆机构的计算机辅助设计是一个比较复杂和困难的问题,对连杆机构进行运动分析是研究现有机构和设计新机构的必不可少的重要手段。从机构的几何运动关系出发,建立机构运动的数学模型,所编制的计算程序可以对平面连杆机构的运动进行全面分析,可以计算出精确的计算结果并保存在相应的文件中,并能够在屏幕上输出运动分析的主要图形信息—点的位移图、速度图、加速度线图,点的位移误差图、速度误差图、加速度误差图。并能对机构的运动进行动态模拟,使运动分析更加形象直观,也更加全面。 平面连杆机构的计算机辅助设计,目前还没有完美的设计体系,一是由于机构选型方面尚无系统的理论和方法;二是尺寸综合方面还没有统一的方法,并且设计过程也较为烦琐,往往需要进行大量的数值计算,这些对于一个经验不足的设计者来说,要想保证设计质量是比较困难的。平面连杆机构的计算机辅助设计的发展正向着实用、简明精确和人工智能化的方向即平面连杆机构专家系统发展,我所研究的是就是其中的一部分工作。 本课题就是把平面连杆机构的设计和利用杆组法进行机构的运动分析及考虑几何误差的误差分析、机构的动态模拟显示相互集成起来;利用平面连杆机构的设计原理及利用杆组法理论进行运动分析和误差分析的参数化设计,借助于软件Visual Basic6.0进行可视化编程,实现连杆机构运动的分析与模拟及其计算机辅助设计。既解决了计算量大,求解困难的问题。又可通过参数的无量纲化,绘制重要点位移、速度、加速度曲线及对其进行分析比较。并可给出各已知参数的误差,分析机构的运动误差,判断机构


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