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基于数据库技术的连杆机构参数化设计与运动仿真

李娜  
【摘要】: 随着科学技术的日益进步和计算机的广泛应用,现代机械正朝着机-电-液-信息一体化的方向发展,大大改变了人们以往关于传统机械、纯机械的观念。但是,不论现代机械如何发展,作为传递和变换机械运动的人工系统一机构,仍然是大多数机器的最重要的组成部分。如连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、螺旋机构、斜面机构、步进机构、摩擦轮机构,具有中间绕性件的绳索传动、带传动、链传动机构,以及气液机构、电磁机构、智能机构等等,它们几乎遍及了那些最常用的功能载体。本文针对机械产品设计过程中,从功能向原理转换阶段的设计特点,介绍了连杆机构的设计问题,主要包括选型设计、运动尺寸设计和机构运动分析。 所谓选型设计就是根据不同的基本功能、不同的运动形式转变或不同的动力源,选择不同的机构来满足需求。机构选型之后就要对机构的运动尺寸进行设计,以满足给定功能、运动形式与轨迹等要求。机构运动尺寸的设计方法有很多,本文主要介绍了按照实现预期位置、预期动作、预期轨迹的四连杆机构设计方法和按照最佳传动角、许用传动角的曲柄滑块机构设计方法。运动分析是验证机构的运动特性及其功能满足程度的,本文采用了复数矢量法对机构进行运动分析。 本文提出了基于VB和数据库技术的连杆机构参数化计算机辅助设计方法,将功能、方案等用文字形式表征的概念转化为机构的属性及其参数,通过参数与形象的相连接,通过独立存储及其相关连接等获得机构图形的数据库,经过仿真与评价最终获得优化解,从而确定满足特定条件的机构体。以VB做软件开发工具,实现了连杆机构设计过程的参数化和仿真结果的可视化,为机构的评价和优化提供了一种良好的途径。同时以Access做数据支撑,并使用ADO技术对数据库进行操作,使得设计案例可以重用、设计样本可以用于后续设计的原理性与优化基础。最后以四连杆机构和曲柄滑块机构为例验证了该设计方法的实用性。


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