机械原理大作业VB四杆机构的设计
四杆机构设计演示文档.ppt
1) 曲柄摇杆机构
C2
已知：CD杆长，摆角φ及K， 设计此机构。步骤如下：
①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);
E
θ
φ 设计：潘存云
C1 90°-θ
②任取一点D，作等腰三角形
腰长为CD，夹角为φ;
A
θD
③作C2P⊥C1C2，作C1P使
∠C2C1P=90°－θ,交于P;
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9
例如，一个对心曲柄滑块机构，因其极位夹角 0
机构就没有急回特性；但一个偏置曲柄滑块机构， 因其极位夹角 0 ，机构就有急回特性；摆动导 杆机构的摆角与其极位夹角相等，它有急回特性， 但转动导杆机构就没有急回特性 。
2.压力角与传动角：在四杆机构中，当不计摩擦时， 主动件通过连杆作用在从动件上的力的作用线与其 受力点出的速度方向之间所夹的锐角，称为机构在 此位置的压力角，而把压力角的余角，即连杆与从 动摇杆所夹的锐角，称为传动角。
⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。
⑥以A为圆心，A C1为半径作弧交于E,得： l1 =EC2/ 2 l2 = A C2－EC2/ 2
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3
二、按预定连杆位置设计四杆机构
C1
a)给定连杆两组位置
C2
将铰链A、D分别 选在B1B2， C1C2连线的垂直平分线上任意 位置都能满足设计要求。
B1 B2
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11
3. 死点：当机构出现传动角 0时，其压力角α=90o， 作往复运动的原动件通过连杆作用于从动曲柄上的力 恰好通过从动件的转动副中心，致使从动件不能转动， 机构的这种位置，称为死点位置。在曲柄摇杆机构或 曲柄滑块机构中，若以摇杆或滑块为主动件，则曲柄 与连杆共线的位置，就是死点位置。
机械设计基础课件03-05图解法设计四杆机构(补充)
3.5 图解法设计四杆机构
1 .按连杆位置设计四杆机构
平面连杆机构
3.5 图解法设计四杆机构
平面连杆机构
给定连杆的两个位置设计四杆机构
和给定连杆三个位置相比，该种情况有无数组解。但通常都会有一些辅助条件，使其只有惟一 解。 （例如下题中要求机架水平且长度和连杆相等）
核心问题：极位夹 角θ 的使用（即A 点轨迹问题）。
3.5 图解法设计四杆机构
3. 其它方法 连杆曲线
平面连杆机构
3.5 图解法设计四杆机构
平面连杆机构
2. 按照给定行程速比系数设计四杆机构
设计 曲柄摇杆机构（已知条件：行程速比系数（即极位夹角θ），摇杆的长度l4和摆 角ψ。需要求出l1,l2,l3的长度。
3.5 图解法设计四杆机构
平面连杆机构
2. 按照给定行程速比系数设计四杆机构
设计 曲柄摇杆机构（已知条件：行程速比系数（即极位夹角θ），摇杆的长度l4和摆 角ψ。需要求出l1,l2,l3的长度。
图解法设计四杆机构就是采用做图的方法根据给定的条件确定四杆机构中各个构件的尺寸和相对位置图解法设计四杆机构就是采用做图的方法根据给定的条件确定四杆机构中各个构件的尺寸和相对Leabharlann 置3.5 图解法设计四杆机构
平面连杆机构
图解法设计四杆机构，就是采用做图的方法，根据给定的条件，确定四杆机构 中各个构件的尺寸和相对位置。
《机械设计基础》 四杆机构设计.
c)运动连续性条件等。
§3－3 平面四杆机构的设计
2、设计问题的类型：
实现预定的运动规律 要求两连架杆的转角满足 函数 y=logx A
x
B D C
y=logx
§3－3 平面四杆机构的设计
要求满足连杆的预定位置
如：造型机翻转机构
§3－3 平面四杆机构的设计
实现预定的运动轨迹 搅拌机 要求连杆上E点的轨迹为一条卵形曲线
“死点”
⑵克服的方法： 安装飞轮，利用惯性克服死点 （例如：内燃机、缝纫机） 多个机构错位排列（例如：火 车车轮）
F
§3－2平面四杆机构的特性
缝纫机踏板机构
3
3
2
2
1 4
摇杆主动
4 1
§3－2 平面四杆机构的特性
(3)死点的利用：例如：飞机起落架、夹具等。
C D D A A C B
B=0
飞机起落架
A
B2
G F A点选在C1G、 C2F两弧段上，则当A向G(F)靠近时，机构的最 小传动角将随之减小而趋向零，故A应适当远离G(F)点较为有利。
分隔17
检验条件（校核条件）
P
┏
一、按给定的行程速比系数K设计 1、曲柄摇杆机构 已知：摇杆CD长，摆角及K 分析：K→， 关键是求满足角的A点 步骤： 作求A的辅助圆，有无穷多解。
•
若n >3，无精确解，可用优化或下面的实验法进行近似设计。
§3－3 平面四杆机构的设计
A
D
§3－3 平面四杆机构的设计
五、按给定的运动轨迹设计
1、连杆曲线
B
C
A D 连杆曲线生成器
四杆机构的设计步骤和方法
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四杆机构的设计步骤和方法（大纲）一、四杆机构概述1.1四杆机构简介1.2四杆机构的应用领域二、四杆机构设计步骤2.1确定设计目标2.2分析四杆机构类型2.3确定机构参数2.4选择合适的材料2.5计算运动与动力参数2.6进行仿真分析与优化三、四杆机构设计方法3.1几何法3.1.1尺度法3.1.2位置法3.2解析法3.2.1矩阵法3.2.2微分方程法3.3计算机辅助设计方法3.3.1CAD软件3.3.2仿真软件四、四杆机构设计实例4.1曲柄摇杆机构设计实例4.2双曲柄机构设计实例4.3双摇杆机构设计实例五、四杆机构设计注意事项5.1运动副间隙的考虑5.2刚度与强度的校核5.3疲劳寿命分析5.4安全系数的选择六、四杆机构设计总结与展望6.1设计成果总结6.2存在问题与改进方向6.3未来发展趋势与应用前景一、四杆机构概述以下是对四杆机构设计步骤和方法中的四杆机构概述部分的撰写：1.1 四杆机构简介四杆机构是由四个杆件组成的机械系统，它们通过关节连接在一起。
这四个杆件分别是：曲柄、连杆、摇杆和机架。
四杆机构根据其结构特点和运动特性，可以分为多种类型，如直动四杆机构、摆动四杆机构、转动四杆机构等。
四杆机构在工程应用中具有广泛的应用前景，其设计和研究在机械工程领域具有重要意义。
机械原理 平面四连杆机构设计
b c BD b c BD c b BD
当机构处在不同位 置时,BD是变化的。
4
BDmax a d ; BDmin d a
b c BDmax a d 代入上三式 b c BDmin d a 可写成： c b BD d a min
曲柄：能作整圈转动的连架杆。 摇杆：只能在一定角度范围内摆动的 连架杆。
周转副：组成转动副的两构件能作整周相 对转动，该转动副称为周转副。 摆转副：组成转动副的两构件不能作整周 相对转动的转动副称为摆转副。
基本型式：
1.曲柄摇杆机构
2.双曲柄机构 3.双摇杆机构
1.曲柄摇杆机构
2
1
4
3
4
雷达天线俯仰机构
内容：
1.四杆机构的基础知识； 2.四杆机构的基本设计方法。
4.1 平面四杆机构的基本型式、应用和演化
(Types and Application of Four-Bar Linkages)
4.1.1 铰链四杆机构的基本型式 组成：
2 1 4 3
构件1，3 ---连架杆 构件 2 --- 连杆 构件 4 --- 机架
F1
E1 E2 F2 法，将连杆的某一 位置作为机架，如 E1F1为机架,AD为 连杆，刚化机构第 二位置，将四边形 E2F2DA的E2F2 边与 E1F1重合，找到AD 为连杆的第二个位 置，以下步骤同上。
A
D
对原有机构分析
E1 E2
F1 F2
C B
D2
A D
固定连杆，找固定点相对运动 轨迹，轨迹中心为连杆对应铰链点。
B2
min 位置的确定
B
B2
四杆机构设计
B1 B2
A
D
有无穷多组解。
A’
D’
b)给定连杆上铰链BC的三组位置
C1 C2 C3
有唯一解。
B1
设计：潘存云
B2
B3 D
A
刚化反转法
以CD杆为机架时看到的四杆机构ABCD的位置相当 于把以AD为机架时观察到的ABCD的位置刚化，以D
轴为中心转过 1 2得到的。
▪ 低副可逆性； ▪ 机构在某一瞬时，各构
④以O为圆心，C1O为半径作圆。
⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。
⑥以A为圆心，A C1为半径作弧交于E,得： l1 =EC2/ 2 l2 = A C2－EC2/ 2
二、按预定连杆位置设计四杆机构
C1
a)给定连杆两组位置
C2
将铰链A、D分别 选在B1B2， C1C2连线的垂直平分线上任意 位置都能满足设计要求。
ห้องสมุดไป่ตู้
借助惯性或采用机构错位排列的方法，使机构能顺 利通过死点位置而正常运转；而自锁是指机构在考 虑摩擦的情况下，当驱动力的作用方向满足一定的 几何条件时，虽然机构的自由度大于零，但机构仍 无法运动的现象。
4. 平面四杆机构的作图法：用作图法设计四杆机构 是根据设计要求及各铰链之间相对运动的几何关系 通过作图来确定四个铰链的位置。
3. 死点：当机构出现传动角 0时，其压力角α=90o， 作往复运动的原动件通过连杆作用于从动曲柄上的力 恰好通过从动件的转动副中心，致使从动件不能转动， 机构的这种位置，称为死点位置。在曲柄摇杆机构或 曲柄滑块机构中，若以摇杆或滑块为主动件，则曲柄 与连杆共线的位置，就是死点位置。
注意：死点、自锁与机构自由度小于等于零的区别。 自由度小于等于零，表明机构中各构件间不可作相对 运动；死点是指不计摩擦时机构所处的特殊位置，可
机械原理四连杆机构全解PPT课件
§4-2 铰链四杆机构的演化
一、铰链四杆机构的曲柄存在条件 铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于机构各杆的相对长度和机架的选
择。如图4-13所示的机构中，杆1为曲柄，杆2为连杆，杆3 为摇杆，杆4为机架， 各杆长度以l1、l2、l3、l4表示。为了保证曲柄1整周回转，曲柄1必须能顺利通过与 机架4共线的两个位置AB’和AB’’。
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2．导杆机构 图4-16a）所示为曲柄滑块机构。
若取曲柄为机架，则为演变为导 杆机构，如图4-16b）所示。
若AB<BC，则杆2和杆4均可作整周回转，故称为转动导杆机构。若AB>BC，则杆4 均只能作往复摆动，故称为摆动导杆机构。
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图4-17牛头刨床的摆动导杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构 双摇杆机构
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一、 曲柄摇杆机构
在铰链四杆机构中，若两个连架杆，一个为曲柄，另一个为摇杆，则 此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。
图4-2所示为调整雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构。曲柄1缓慢地匀速转 动，通过连杆2使摇杆3在一定的角度范围内摇动，从而调整天线俯仰角的大小。
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在实际应用中，为度量方便起见，
常用压力角的余角来衡量机构传力性 能的好坏，称为传力角。显然值越大 越好，理想情况是=90。
一般机械中，=40~50。
大功率机构，min=50。
非传动机构，<40，但不能过小。
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确 定 最 小 传 动 角 min 。 由 图 4-5 中
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图4-6 利用死点夹紧工件的夹具
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二、双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
机械原理四连杆机构
四杆机构的图解法设计
➢图解设计问题——作图求解各铰链中心的位置问题。ຫໍສະໝຸດ FiEiCi
B
i
A
D
i =1、2、···、N
➢各铰链间的运动关系：
固定铰链 A、D ： 圆心 活动铰链 B、C ： 圆或圆弧
➢机构的倒置原理
平面四杆机构的设计(4/6)
为了求活动铰链的位置，可将待求活动铰链所在的 杆件视作新机架，而将其相对的杆视为新连杆。
返回返回81连杆机构及其传动特点82平面四杆机构的类型和应用83平面四杆机构的基本知识84平面四杆机构的设计85多杆机构84平面四杆机构的设计牛头刨床机构1满足预定的连杆位置要求连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式确定各构件的尺寸同时还要满足结构条件动力条件和运动连续条件等
第八章 平面连杆机构及其设计
接下来，将原机构的各位置的构型均视为刚体，并 向某一选定位置相对移动，使新机架的各杆位置重合， 便可得新连杆相对于新机架的各个位置，即实现了机构 的倒置。
这样，就将求活动铰链的位置问题转化为求固定铰 链的位置问题了。 这种方法又称为反转法。
2.2图解设计的具体方法 （1）按连杆预定的位置设计
平面四杆机构的设计(5/6)
即要求连杆能占据一系列预定位置； （2）满足预定的运动规律的要求（又称实现函数的问题） 例2 流量指示机构 即满足两连架杆预定的对应位置要求；
（3）满足行程速比系数的要求
例3 牛头刨床机构 即满足给定行程速比系数K的要求等。
平面四杆机构的设计(3/6)
2. 用作图法设计四杆机构
2.1 图解设计的基本原理
§8-1 连杆机构及其传动特点 §8-2 平面四杆机构的类型和应用 §8-3 平面四杆机构的基本知识 §8-4 平面四杆机构的设计 §8-5 多杆机构
机械原理大作业VB四杆机构的设计
！沈阳航空航天大学铰链四杆机构设计报告学院：机电工程学院<班级：姓名：学号：~（Dim a, b, c, d, e, f, l1, l2, l3, l4, w1, w2, w3, a2, a3#, p, m, dc, bjj, n%Private Sub Command1_Click() 杆长赋值l1 = Val(Text1(0).Text)l2 = Val(Text1(1).Text)l3 = Val(Text1(2).Text)l4 = Val(Text1(3).Text)a = Val * / 180 初始角度转弧度/Call bj(bjj)If bjj = 1 Then Exit Subw1 = 0Call jsgw1 = Val 公式计算角速度，角加速度w2 = -w1 * l1 * Sin(a - c) / (l3 * Sin(b - c))w3 = w1 * l1 * Sin(a - b) / (l2 * Sin(c - b))= w2￥= w3a2 = (l3 * w3 * w3 - l1 * w1 * w1 * Cos(a - c) - l2 * w2 * w2 * Cos(b - c)) / (l2 * Sin(b - c))a3 = (l2 * w2 * w2 + l1 * w1 * w1 * Cos(a - b) - l3 * w3 * w3 * Cos(c - b)) / (l3 * Sin(c - b))= a2= a3End SubFunction jsg()If p = 0 Then p = -1、On Error GoTo ela = a + * w1 角度随时间增加d = l4 - l1 * Cos(a)e = -l1 * Sin(a)f = (d ^ 2 + e ^ 2 + l3 ^ 2 - l2 ^ 2) / (2 * l3)c = 2 * Atn((e + Sqr(d ^ 2 +e ^ 2 -f ^ 2) * p) / (d - f))b = Atn((e + l3 * Sin(c)) / (d + l3 * Cos(c)))w1 = -w1…el:w1 = -w1Line1(0).Y1 = / 2 定义各个线段端点的坐标Line1(0).X1 = / 2Line1(0).X2 = l1 * Cos(a) + Line1(0).X1Line1(0).Y2 = Line1(0).Y1 - l1 * Sin(a)Line1(3).X2 = Line1(0).X1 + l4Line1(3).Y2 = Line1(0).Y1；Line1(3).X1 = Line1(0).X1Line1(3).Y1 = Line1(0).Y1Line1(2).X1 = Line1(3).X2 + l3 * Cos(c)Line1(2).Y1 = Line1(3).Y2 - l3 * Sin(c)Line1(2).X2 = Line1(3).X2Line1(2).Y2 = Line1(3).Y2Line1(1).X1 = Line1(0).X2Line1(1).Y1 = Line1(0).Y2|Line1(1).X2 = Line1(2).X1Line1(1).Y2 = Line1(2).Y1Shape1(i).Left = Line1(i).X1 - 50 连接两杆转动副的中心坐标Shape1(i).Top = Line1(i).Y1 - 50Next i(Line1(1).X1, Line1(1).Y1), vbRed 画出主动件和连架杆的轨迹(Line1(2).X1, Line1(2).Y1), vbGreenEnd Function}Function bj(x) 杆长条件的判断x = 0xld = Val(Text1(0).Text)xlx = Val(Text1(0).Text)For i = 1 To 3 If xld < Val(Text1(i).Text) Then xld = Val(Text1(i).Text)^If xlx > Val(Text1(i).Text) Then xlx = Val(Text1(i).Text)Next iFor i = 0 To 3zh = Val(Text1(i).Text) + zhNext iIf (xlx + xld) > (zh - (xlx + xld)) ThenMsgBox ("不满足杆长要求")x = 1`End IfEnd Function。
机械原理教案10平面四杆机构的设计
[本讲课程的引入]现场经常要求满足预定的运动规律（如急回运动、如两连架杆的转角能够满足预定的对应位置关系）；满足预定的连杆位置要求（如汽车车门，按开、闭两个位置设计）满足预定的轨迹要求（如鹤式起重机、搅拌机等）。
[本讲课程的内容]5-4 平面四杆机构的设计设计内容：根据要求，设计连杆机构的四杆长度及运动副的位置。
● 设计可以归纳为三类问题：1．实现预定运动规律的设计 也称为函数生成问题。
常见的有实现主、从动件的角位移或线位移之间给定的关系，如要求两连架杆的转角满足预定的对应关系；要实现给定的行程速比系数K 等运动规律。
2．实现构件预定位置的设计 也称作刚体导引问题。
图5-11的造型机翻转机构，必须满足震实、起模时连杆BC 的两个预定位置。
3．实现预定轨迹的设计 也称为轨迹生成问题。
通常要求连杆上某点能精确或近似的通过若干给定的点。
如图5-5所示搅拌机构，要根据E 点的轨迹要求来设计四杆机构。
● 设计方法：图解法——简单明了，易于掌握，能够满足一些要求不高的工程设计问题，有时还为解析法提供图形和初始数据，检验解析法计算的结果的正确性。
解析法——计算准确，能够给出若干组解以供选择，但计算麻烦，随着计算机的普及和各种软件的飞速发展，可以使用计算机程序进行计算，使解析法得到了发展。
实验法——常用于轨迹设计，有试凑性质，但不失为一种有用的工程方法 一、 按给定连杆的位置设计四杆机构1）已知活动铰链中心的位置活动铰链中心B 、C 的位置给定，要求连杆依次占据11C B 、22C B 、33C B 三个位置，如图所示。
设计该铰链四杆机构。
内 容分析：由于B 、C 的轨迹分别是以固定铰链A 、D 为圆心的圆周或圆弧。
因此，1B 、2B 、3B 的圆心即为固定铰链A ；1C 、2C 、3C 的圆心即为固定铰链D 。
显然，如果给定连杆的两个位置，则Ａ、Ｄ点将有无数解；给定三个位置时，有唯一解。
2） 已知两固定铰链中心的位置 若改取四杆机构的连杆为机架(活动铰链B 、C 变为固定铰链)，则原机构中的固定铰链A 、D 将转变为活动铰链，即AD 成为连杆。
机械设计课程设计四杆机构
机械设计课程设计四杆机构一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握四杆机构的基本概念、分类和运动特性。
2. 学生能够运用四杆机构的运动原理，分析并解决实际问题。
3. 学生能够了解四杆机构在机械设计中的应用及发展。
技能目标：1. 学生能够运用图示法和计算法分析四杆机构的运动。
2. 学生能够设计简单的四杆机构，并运用CAD软件绘制其结构图。
3. 学生能够运用所学的四杆机构知识，进行创新设计并制作模型。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到机械设计在工程技术领域的重要性，培养对机械设计的兴趣。
2. 学生能够通过团队合作，培养沟通、协作和解决问题的能力。
3. 学生能够关注机械设计领域的发展，树立创新意识，提高自身综合素质。
课程性质：本课程为机械设计课程的设计实践环节，强调理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生已具备一定的机械基础知识和制图技能，具有较强的学习兴趣和求知欲。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重启发式教学，引导学生主动参与，培养实际操作能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 四杆机构基本概念：四杆机构的定义、分类及其应用场景。
教材章节：第二章第三节2. 四杆机构的运动特性：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、摆线机构等运动原理及特点。
教材章节：第二章第四节3. 四杆机构的设计方法：图示法、计算法及其在实际中的应用。
教材章节：第三章第一节、第二节4. 四杆机构的创新设计：结合实际需求，运用所学知识进行创新设计。
教材章节：第三章第三节5. CAD软件在四杆机构设计中的应用：利用CAD软件绘制四杆机构结构图。
教材章节：第四章第二节6. 四杆机构模型的制作：分组进行四杆机构模型制作，巩固所学知识。
教材章节：第四章第三节教学内容安排与进度：1. 第1周：四杆机构基本概念、分类及其应用场景。
2. 第2周：四杆机构的运动特性。
3. 第3周：四杆机构的设计方法。
机械原理四连杆机构
播种机排种器
四连杆机构用于播种机排种器，通过调节连杆长度和角 度，实现排种量的精确控制。
工业机械中的应用
数控机床
四连杆机构用于数控机床的进给系统，实现高精度、 高效率的加工。
工业机器人
四连杆机构用于工业机器人的关节部位，实现机器人 的灵活运动和精确控制。
航空航天中的应用
飞机起落架
四连杆机构用于飞机起落架的收放系统，通过调节连 杆长度和角度，实现起落架的快速、稳定收放。
实验方法与步骤
1
3. 设定输入杆的长度和角度，启动实验，观察输 出杆的运动情况，记录相关数据。
2
4. 重复实验，改变输入杆的长度和角度，获取多 组数据。
3
5. 对实验数据进行整理和分析，得出结论。
实验结果与分析
实验结果
通过实验获取了四连杆机构在不同输入条件 下的运动数据，包括角度和速度的变化规律 。
机械原理四连杆机构
汇报人： 2023-12-27
目录
• 四连杆机构的概述 • 四连杆机构的工作原理 • 四连杆机构的类型与特点 • 四连杆机构的优化设计 • 四连杆机构的实验研究 • 四连杆机构的应用实例
01
四连杆机构的概述
定义与特点
定义
四连杆机构是一种由四个杆件相互连接组成的平面连杆机构，通过不同杆件的 相对运动实现特定的运动轨迹。
四连杆机构模型、测角仪、测速仪、数据采 集系统等。
实验方法与步骤
• 实验方法：采用控制变量法，通过改变输入杆的 长度和角度，观察输出杆的运动规律，并记录相 关数据。
实验方Байду номын сангаас与步骤
实验步骤 1. 搭建四连杆机构模型，确保各杆件安装正确，无卡滞现象。
平面四杆机构的设计机械原理
B
A
步进式 传送机构
E
搅拌机构
四,按预定的运动轨迹设计四杆机构 连杆作平面运动,其上各点的轨迹均不相同. 连杆作平面运动 其上各点的轨迹均不相同. 其上各点的轨迹均不相同 B, C点的轨迹为圆弧 点的轨迹为圆弧; 点的轨迹为圆弧 其余各点的轨迹为一 封闭曲线. 条 封闭曲线.
A
设计:潘存云
M B E C
§2-3 平面四杆机构的设计 -
连杆机构设计的基本问题 机构选型- 机构选型-根据给定的运动要求选择机 构的类型; 构的类型; 尺度综合-确定各构件的尺度参数 长度 尺度综合-确定各构件的尺度参数(长度 尺寸). 尺寸 . 同时要满足其他辅助条件: 同时要满足其他辅助条件: a)结构条件(如要求有曲柄,杆长比恰当, 结构条件(如要求有曲柄,杆长比恰当, 结构条件 运动副结构合理等) 运动副结构合理等); b)动力条件(如γmin); 动力条件( 动力条件 c)运动连续性条件等. 运动连续性条件等. 运动连续性条件等
B1 B2 B1 B2 A A'
C1 C2 D D' C1
设计:潘存云
C2 C3
B3 A
D
三,给定两连架杆对应位置设计四杆机构 给定连架杆对应位置: 给定连架杆对应位置: y l2 构件3和构件1满足以下位置关系 满足以下位置关系: 构件 和构件 满足以下位置关系: B 2 δ ψi=f (φi ) i =1, 2, 3…n l1 1 φ 4 设计此四杆机构(求各构件长度) 设计此四杆机构(求各构件长度).A 建立坐标系,设构件长度为: 建立坐标系,设构件长度为:l1 ,l2,l3,l4 l1+l2=l3+l4 在x,y轴上投影可得: x,y轴上投影可得: 轴上投影可得
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沈阳航空航天大学铰链四杆机构设计报告学院：机电工程学院班级：姓名：学号：Dim a, b, c, d, e, f, l1, l2, l3, l4, w1, w2, w3, a2, a3#, p, m, dc, bjj, n%Private Sub Command1_Click() 杆长赋值l1 = Val(Text1(0).Text)l2 = Val(Text1(1).Text)l3 = Val(Text1(2).Text)l4 = Val(Text1(3).Text)a = Val(Text3.Text) * 3.14159265358979 / 180 初始角度转弧度Call bj(bjj)If bjj = 1 Then Exit Subw1 = 0Call jsgw1 = Val(Text2.Text) 公式计算角速度，角加速度w2 = -w1 * l1 * Sin(a - c) / (l3 * Sin(b - c))w3 = w1 * l1 * Sin(a - b) / (l2 * Sin(c - b))Text4.Text = w2Text6.Text = w3a2 = (l3 * w3 * w3 - l1 * w1 * w1 * Cos(a - c) - l2 * w2 * w2 * Cos(b - c)) / (l2 * Sin(b - c))a3 = (l2 * w2 * w2 + l1 * w1 * w1 * Cos(a - b) - l3 * w3 * w3 * Cos(c - b)) / (l3 * Sin(c - b))Text5.Text = a2Text7.Text = a3End SubFunction jsg()If p = 0 Then p = -1On Error GoTo ela = a + 0.01 * w1 角度随时间增加d = l4 - l1 * Cos(a)e = -l1 * Sin(a)f = (d ^ 2 + e ^ 2 + l3 ^ 2 - l2 ^ 2) / (2 * l3)c = 2 * Atn((e + Sqr(d ^ 2 +e ^ 2 -f ^ 2) * p) / (d - f))b = Atn((e + l3 * Sin(c)) / (d + l3 * Cos(c)))w1 = -w1el:w1 = -w1Line1(0).Y1 = Picture1.Height / 2 定义各个线段端点的坐标Line1(0).X1 = Picture1.Width / 2Line1(0).X2 = l1 * Cos(a) + Line1(0).X1Line1(0).Y2 = Line1(0).Y1 - l1 * Sin(a)Line1(3).X2 = Line1(0).X1 + l4Line1(3).Y2 = Line1(0).Y1Line1(3).X1 = Line1(0).X1Line1(3).Y1 = Line1(0).Y1Line1(2).X1 = Line1(3).X2 + l3 * Cos(c)Line1(2).Y1 = Line1(3).Y2 - l3 * Sin(c)Line1(2).X2 = Line1(3).X2Line1(2).Y2 = Line1(3).Y2Line1(1).X1 = Line1(0).X2Line1(1).Y1 = Line1(0).Y2Line1(1).X2 = Line1(2).X1Line1(1).Y2 = Line1(2).Y1Shape1(i).Left = Line1(i).X1 - 50 连接两杆转动副的中心坐标Shape1(i).Top = Line1(i).Y1 - 50Next iPicture1.PSet (Line1(1).X1, Line1(1).Y1), vbRed 画出主动件和连架杆的轨迹Picture1.PSet (Line1(2).X1, Line1(2).Y1), vbGreenEnd FunctionFunction bj(x) 杆长条件的判断x = 0xld = Val(Text1(0).Text)xlx = Val(Text1(0).Text)For i = 1 To 3If xld < Val(Text1(i).Text) Then xld = Val(Text1(i).Text)If xlx > Val(Text1(i).Text) Then xlx = Val(Text1(i).Text)Next iFor i = 0 To 3zh = Val(Text1(i).Text) + zhNext iIf (xlx + xld) > (zh - (xlx + xld)) ThenMsgBox ("不满足杆长要求")x = 1End IfEnd Function。
Picture2.Scale (-8, 4)-(8, -4) 画出角速度w2函数图像Picture2.Line (-7.5, 0)-(7.5, 0)Picture2.Line (0, 3.8)-(0, -3.8)Picture2.CurrentX = 7.5: Picture2.CurrentY = 0.2: Picture2.Print "x"Picture2.CurrentX = 0.3: Picture2.CurrentY = 4: Picture2.Print "y"For i = -7 To 7Picture2.Line (i, 0)-(i, 0.1)Picture2.CurrentX = i - 0.1: Picture2.CurrentY = -0.01: Picture2.Print i Next iFor i = 3.2 To -3.2 Step -0.2If i > -0.01 And i < 0.01 Then i = 0Picture2.CurrentX = -0.3: Picture2.CurrentY = i + 0.03: Picture2.Print iPicture2.Line (0.3, i)-(0, i)Next iDim a1, b1, c1, d1, e1, f1, w11#w11 = 0.001For x = -6.283 To 6.283 Step 0.001If p = 0 Then p = -1On Error GoTo ela1 = a1 + w11d1 = l4 - l1 * Cos(a1)e1 = -l1 * Sin(a1)f1 = (d1 ^ 2 + e1 ^ 2 + l3 ^ 2 - l2 ^ 2) / (2 * l3)c1 = 2 * Atn((e1 + Sqr(d1 ^ 2 + e1 ^ 2 - f1 ^ 2) * p) / (d1 - f1))b1 = Atn((e1 + l3 * Sin(c1)) / (d1 + l3 * Cos(c1)))w11 = -w11el:w11 = -w11w111 = Val(Text2.Text)w21 = -w111 * l1 * Sin(a1 - c1) / (l3 * Sin(b1 - c1))w31 = w1 * l1 * Sin(a1 - b1) / (l2 * Sin(c1 - b1))a21 = (l3 * w31 * w31 - l1 * w111 * w111 * Cos(a1 - c1) - l2 * w21 * w21 * Cos(b1 - c1)) / (l2 * Sin(b1 - c1))a31 = (l2 * w21 * w21 + l1 * w111 * w111 * Cos(a1 - b1) - l3 * w31 * w31 * Cos(c1 - b1)) / (l3 * Sin(c1 - b1))Picture2.PSet (x, w21)Next xEnd IfEnd SubPicture3.Scale (-8, 3.5)-(8, -3.5) 画出角速度w3函数图像Picture3.Line (-7.5, 0)-(7.5, 0)Picture3.Line (0, 3.4)-(0, -3.4)Picture3.CurrentX = 7.5: Picture3.CurrentY = 0.2: Picture3.Print "x"Picture3.CurrentX = 0.3: Picture3.CurrentY = 3.5: Picture3.Print "y"For i = -7 To 7Picture3.Line (i, 0)-(i, 0.1)Picture3.CurrentX = i - 0.1: Picture3.CurrentY = -0.01: Picture3.Print iNext iFor i = 3.2 To -3.2 Step -0.2If i > -0.01 And i < 0.01 Then i = 0Picture3.CurrentX = -0.3: Picture3.CurrentY = i + 0.03: Picture3.Print iPicture3.Line (0.3, i)-(0, i)Next iDim a1, b1, c1, d1, e1, f1, w11#w11 = 0.001For x = -6.283 To 6.283 Step 0.001If p = 0 Then p = -1On Error GoTo ela1 = a1 + w11d1 = l4 - l1 * Cos(a1)e1 = -l1 * Sin(a1)f1 = (d1 ^ 2 + e1 ^ 2 + l3 ^ 2 - l2 ^ 2) / (2 * l3)c1 = 2 * Atn((e1 + Sqr(d1 ^ 2 + e1 ^ 2 - f1 ^ 2) * p) / (d1 - f1))b1 = Atn((e1 + l3 * Sin(c1)) / (d1 + l3 * Cos(c1)))w11 = -w11el:w11 = -w11w111 = Val(Text2.Text)w21 = -w111 * l1 * Sin(a1 - c1) / (l3 * Sin(b1 - c1))w31 = w1 * l1 * Sin(a1 - b1) / (l2 * Sin(c1 - b1))a21 = (l3 * w31 * w31 - l1 * w111 * w111 * Cos(a1 - c1) - l2 * w21 * w21 * Cos(b1 - c1)) / (l2 * Sin(b1 - c1))a31 = (l2 * w21 * w21 + l1 * w111 * w111 * Cos(a1 - b1) - l3 * w31 * w31 * Cos(c1 - b1)) / (l3 * Sin(c1 - b1))Picture3.PSet (x, w31)Next xEnd IfEnd SubPrivate Sub Picture4_DblClick() 画出角加速度a2 Picture3.ClsdPicture4.Scale (-8, 8)-(8, -8)Picture4.Line (-7.5, 0)-(7.5, 0)Picture4.Line (0, 7.5)-(0, -7.5)Picture4.CurrentX = 7.5: Picture4.CurrentY = 0.2: Picture4.Print "x"Picture4.CurrentX = 0.3: Picture4.CurrentY = 8: Picture4.Print "y"For i = -7 To 7Picture4.Line (i, 0)-(i, 0.1)Picture4.CurrentX = i - 0.1: Picture4.CurrentY = -0.01: Picture4.Print i Next iFor i = 7 To -7 Step -0.5If i > -0.01 And i < 0.01 Then i = 0Picture4.CurrentX = -0.3: Picture4.CurrentY = i + 0.03: Picture4.Print iPicture4.Line (0.3, i)-(0, i)Next iDim a1, b1, c1, d1, e1, f1, w11#w11 = 0.001For x = -6.283 To 6.283 Step 0.001If p = 0 Then p = -1On Error GoTo elell:a1 = a1 + w11d1 = l4 - l1 * Cos(a1)If IsEmpty(d1) Then GoTo elle1 = -l1 * Sin(a1)If IsEmpty(e1) Then GoTo ellf1 = (d1 ^ 2 + e1 ^ 2 + l3 ^ 2 - l2 ^ 2) / (2 * l3)If IsEmpty(f1) Then GoTo ellc1 = 2 * Atn((e1 + Sqr(d1 ^ 2 + e1 ^ 2 - f1 ^ 2) * p) / (d1 - f1))If IsEmpty(c1) ThenGoTo ellEnd Ifb1 = Atn((e1 + l3 * Sin(c1)) / (d1 + l3 * Cos(c1)))If IsEmpty(b1) Then GoTo ellw11 = -w11el:w11 = -w11w111 = Val(Text2.Text)If b1 = Null Then GoTo ellw21 = -w111 * l1 * Sin(a1 - c1) / (l3 * Sin(b1 - c1))w31 = w1 * l1 * Sin(a1 - b1) / (l2 * Sin(c1 - b1))a21 = (l3 * w31 * w31 - l1 * w111 * w111 * Cos(a1 - c1) - l2 * w21 * w21 * Cos(b1 - c1)) / (l2 * Sin(b1 - c1))a31 = (l2 * w21 * w21 + l1 * w111 * w111 * Cos(a1 - b1) - l3 * w31 * w31 * Cos(c1 - b1)) / (l3 * Sin(c1 - b1))Picture4.PSet (x, a21)Picture5.Scale (-8, 8)-(8, -8) 画出角加速度a3Picture5.Line (-7.5, 0)-(7.5, 0)Picture5.Line (0, 7.5)-(0, -7.5)Picture5.CurrentX = 7.5: Picture5.CurrentY = 0.2: Picture5.Print "x"Picture5.CurrentX = 0.3: Picture5.CurrentY = 8: Picture5.Print "y"For i = -7 To 7Picture5.Line (i, 0)-(i, 0.1)Picture5.CurrentX = i - 0.1: Picture5.CurrentY = -0.01: Picture5.Print iNext iFor i = -7 To 7 Step 0.5If i > -0.01 And i < 0.01 Then i = 0Picture5.CurrentX = -0.3: Picture5.CurrentY = i + 0.03: Picture5.Print iPicture5.Line (0.3, i)-(0, i)Next iDim a1, b1, c1, d1, e1, f1, w11#w11 = 0.001For x = -6.283 To 6.283 Step 0.001If p = 0 Then p = -1On Error GoTo ela1 = a1 + w11d1 = l4 - l1 * Cos(a1)e1 = -l1 * Sin(a1)f1 = (d1 ^ 2 + e1 ^ 2 + l3 ^ 2 - l2 ^ 2) / (2 * l3)c1 = 2 * Atn((e1 + Sqr(d1 ^ 2 + e1 ^ 2 - f1 ^ 2) * p) / (d1 - f1))b1 = Atn((e1 + l3 * Sin(c1)) / (d1 + l3 * Cos(c1)))w11 = -w11el:w11 = -w11w111 = Val(Text2.Text)w21 = -w111 * l1 * Sin(a1 - c1) / (l3 * Sin(b1 - c1))w31 = w1 * l1 * Sin(a1 - b1) / (l2 * Sin(c1 - b1))a21 = (l3 * w31 * w31 - l1 * w111 * w111 * Cos(a1 - c1) - l2 * w21 * w21 * Cos(b1 - c1)) / (l2 * Sin(b1 - c1))a31 = (l2 * w21 * w21 + l1 * w111 * w111 * Cos(a1 - b1) - l3 * w31 * w31 * Cos(c1 - b1)) / (l3 * Sin(c1 - b1))Picture5.PSet (x, a31)Picture6.Scale (-8, 3.5)-(8, -3.5) 角位移s2,s3函数的输出Picture6.Line (-7.5, 0)-(7.5, 0)Picture6.Line (0, 3.2)-(0, -3.2)Picture6.CurrentX = 7.5: Picture6.CurrentY = 0.2: Picture6.Print "x"Picture6.CurrentX = 0.3: Picture6.CurrentY = 3.5: Picture6.Print "y"For i = -7 To 7 Step 0.5Picture6.Line (i, 0)-(i, 0.1)Picture6.CurrentX = i - 0.1: Picture6.CurrentY = -0.01: Picture6.Print iNext iFor i = -3 To 3.2 Step 0.2If i > -0.01 And i < 0.01 Then i = 0Picture6.CurrentX = -0.3: Picture6.CurrentY = i + 0.03: Picture6.Print iPicture6.Line (0.3, i)-(0, i)Next iDim a1, b1, c1, d1, e1, f1, w11#w11 = 0.001For x = -6.283 To 6.283 Step 0.001If p = 0 Then p = -1On Error GoTo ela1 = a1 + w11d1 = l4 - l1 * Cos(a1)e1 = -l1 * Sin(a1)f1 = (d1 ^ 2 + e1 ^ 2 + l3 ^ 2 - l2 ^ 2) / (2 * l3)c1 = 2 * Atn((e1 + Sqr(d1 ^ 2 + e1 ^ 2 - f1 ^ 2) * p) / (d1 - f1)) b1 = Atn((e1 + l3 * Sin(c1)) / (d1 + l3 * Cos(c1)))w11 = -w11el:w11 = -w11If x = -6.283 Then czd = c1: czx = c1If czd < c1 Then czd = c1If czx > c1 Then czx = c1Text8.Text = czd - czxIf x = -6.283 Then czd1 = b1: czx1 = b1If czd1 < b1 Then czd1 = b1If czx1 > b1 Then czx1 = b1Text9.Text = czd1 - czx1Picture6.PSet (x, c1)Picture6.PSet (x, b1), vbRed。