【正文】 框中，通過點擊[優(yōu)化設計]來實現(xiàn)將這些外部數(shù)據輸入至內部變量，并實現(xiàn)對數(shù)據運算，計算出機構的幾何尺寸、凸輪輪廓等。所謂對象是指所設置的控件，諸如框架、標簽、文本框、命令按鈕等。使用這種方法，程序員不須編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，只要把預先建立的界面元素用鼠標拖放到屏幕上適當?shù)奈恢眉纯?。在此平臺開發(fā)的CAD軟件價格便宜，具有WindowsXP系統(tǒng)的簡單方便的圖形化用戶界面。僅需對下述數(shù)點作說明:(1)計算 和 .maxfin 22()()ACACfxy???與 的計算與前面相同，僅 與 的計算有所改變。(1) 變連桿長度的固定凸輪擺桿機構尺寸綜合公式如圖 3 .3所示，輸入桿為曲柄1，輸出桿為擺桿4，它按給定的運動規(guī)律擺動。同時也可看作由構件1，2和固定凸輪5構成自由度為1的基本機構與由構件2，3，4和5構成的開式基本機構，借它們共有的構件2組成串聯(lián)式組合機構。中速中載時選用正弦類運動曲線。(2)運動曲線的特征值應盡量小高速輕載時可按 ， ，Jm， 順AmV()mA?序優(yōu)先考慮:重載時按Vm， ， 順序優(yōu)先考慮。AV 常用運動規(guī)律特征值運動曲線名稱VmA()mV?A?Jm應用情況等速度 ?—— —— ?低速輕負荷等加速等減速 中速輕負荷簡諧 ?中低速重負荷正弦 中高速輕負荷改進等速 低速重負荷改進梯形 高速輕負荷改進正弦 中高速中負荷345多項式 40140 高速中負荷(3) 選擇運動規(guī)律的基本原則一種運動規(guī)律的各項特征值一般不會同時均為最佳值，因此選擇運動規(guī)律時，需根據具體工作要求，突出主要矛盾兼顧其他方面。5） 最大無量綱動載轉矩 設作用于從動件上沿導路方向的載荷為F，()mAV?從動件加速度為a，則F=ma。Am值最小的運動曲線是等加速等減速曲線，其Am=4。為減小機構尺寸，也宜選用Vm值小的運動曲線。它們的運動方程式如下: 等速運動0???,0mwhvha??????,ss???(1),0smmhvha????????2s???? 0,va 等加速等減速運動02??? 2 22,4,4mmmhvhah???????，2()m?22()4,4mvhah??????s????,0m2ss??2()2smh?????2()4sv??2mah???2s s??????? 22()sm????2()4svh????2ma??2s??????0,hv? 余弦加速度運動0???[1cos()]2mh?????inv?2cos()mha????s????,0mvss??[1cos()]2sh???????inmsv????2cos()sha???????2s??????0,v 正弦加速度運動0???1[sin(2)]2mh?????cov?2sin()mha????s????,0mvss??1[1sin(2)]2s sh?????????? ?co()]msv???2sin(2)sha????????2s??????0,v 從動件運動規(guī)律的選擇（1） 從動件運動規(guī)律的無量綱表示為便f比較運動規(guī)律特性，將與運動規(guī)律有關的量用無量綱形式來表示。 [12] 從動件的運動規(guī)律及其選擇 從動件運動規(guī)律的基本參數(shù)從動件的運動規(guī)律主要由以下參數(shù)確定:推程運動角 、遠休止角 s、回?程運動角 、近休止角 s、原動件轉角 、從動件行程hm(擺程 m)。(5)可以進行數(shù)學運算.(6)可以實現(xiàn)大擺角、大行程和輸出構件在一個運動循環(huán)中帶有較長時間的停歇。隨之由 21可???以確定四桿機構1234的 41， 1= 41，就確定了電扇的運動，該機構只需要一個動力源?；緳C構(蝸輪蝸桿機構)5一2一1裝載于基本機構(四桿機構)1234上，其中蝸輪與構件2固聯(lián)。構件3和4構成的基本機構裝在由構件4和機架5構成的自由度為1的無閉環(huán)基本機構的運動構件4上。蝸桿的左右移動使蝸輪又產生一個附加轉動，此附加轉動的轉向可以與原蝸輪的轉向相同或者相反。所不同的是，多自由度的基礎機構的輸出運動，通過單自由度的約束機構后，又反饋回基礎機構。4輸入同一個五桿機構，最后由五桿機構連桿上的M點輸出所要求的軌跡。同時，原動件的運動又直接傳給該雙自由度基本機構，而后者再將兩者合成為一個輸出運動。(a)為兩個定軸齒輪系共同驅動一個平面五桿基本機構，機構的組合方式框圖，清晰表達了運動傳遞過程。由這種并行布置組合而成的機構就叫并聯(lián)式組合機構。 雙曲柄機構和曲柄滑塊機構串聯(lián)組成的組合機構 并聯(lián)式組合機構同一個輸入運動經由并行布置的兩個或兩個以上的基本機構產生兩個或兩個以上的運動輸出。如圖 2. 2(a)所示為鋼錠熱鋸機構，它由雙曲柄機構和曲柄滑塊機構串聯(lián)而成，雙曲柄機構的輸出曲柄3就是曲柄滑塊機構的輸入曲柄。一般串聯(lián)組合后一級基本機構串聯(lián)在前一級基本機構的一個與機架直接相聯(lián)的構件(連架桿)上的組合方式稱為一般串聯(lián)組合。為了便于進行組合機構的運動分析和綜合，通?？砂礄C構組合方式的內在特征來分類，即按組合機構組成的結構型式來分類。本文從機構學的角度出發(fā)，僅討論由機械式剛性構件組成的組合機構。因此，為了將一連桿機構轉換成這種運動發(fā)生器的凸輪連桿組合機構，在連桿機構中只須有兩個可轉換構件，由此所得的凸輪連桿組合機構將有兩個高副聯(lián)接。如果我們假定一個恒定的輸入速度，則可以通過這三個參數(shù)關系來確定運動平面的位置和速度。通過減少凸輪個數(shù)，該種情況的組合機構可由上一種情況的組合機構派生而出。，可分為兩種情況：（1）滿足運動規(guī)律的軌跡x=x(t)，y=y(t)稱為運動軌跡，要求兩個參數(shù)關系式來描述軌跡點沿著預定軌跡運動時的位置和速度。這些兩副構件稱作可轉換構件。機械加工用的機床就是機構的組合體，它具有許多功能，而齒輪連桿機構就是組合機構，它綜合了連桿機構和齒輪機構的特點，不但使兩者原有的性能得到改善，而且產生了兩者所沒，而組合機構中的基本機構的數(shù)目一般不是很多。綜上所述，基本機構可定義為只含有一個封閉形的單閉環(huán)機構和無閉環(huán)的開式機構。最簡單的機構是各構件用運動副連接起來，只構成一個封閉形(單閉環(huán))和不構成封閉形(無閉環(huán))且自由度為1的機構。由幾個基礎機構共同驅動一個從動構件或從動機構，使之產生復合運動的組合稱為特殊并聯(lián)組合。孫桓，陳作模等認為山最少的構件所組成，并能實現(xiàn)運動方式的變換或運動傳遞的機構稱為基本機構。機構的并聯(lián)組合可分為一般并聯(lián)組合、特殊并聯(lián)組合和匯集式并聯(lián)組合，特殊并聯(lián)組合又可細分為有速比要求者、有軌跡配合要求者、有時序要求者和有運動形式配合要求者。而將組合機構定義為將兩種或者幾種基本機構通過封閉組合而成的具有與原基本機構不同結構特點的復合式機構，主要型式有復合式、反饋式、混合式等.孫桓等 [5]認為組合機構并不是幾個基本機構的一般串聯(lián)，而往往是一種封閉式的傳動機構。曹惟慶，徐曾蔭等 [3]認為用相同組合方式組成的組合機構，就有相類似的運動分析和尺寸綜合的方法。基本機構定義為:除機架和原動件外還具有零個或一個桿合，其所得機構稱為組合機構。黃錫愷，鄭文緯等 [2]將基本機構歸納為三類:(1)由一個運動副將兩個構件聯(lián)接起來的“雙桿機構”。簡單組合機構又分為串聯(lián)組合機構和并聯(lián)組合機構。側重從機構的組合方法的不同產生組合機構的不同效用角度介紹了一些組合機構?，F(xiàn)在對組合機構的研究尚不夠成熟，組合機構的定義以及作為組合機構基礎的基本機構的定義都還沒有統(tǒng)一的說法。在按給定運動要求設計凸輪連桿組合機構時，第一步是恰當?shù)剡x擇它的結構型式。每當遇到要解決如何生成一個運動的問題時，通常第一次的嘗試總是或利用凸輪從動件或利用連桿機構。其目的在于研究機構的運動及動力性能。本課題主要進行凸輪輪廓曲線和桿件幾何尺寸的綜合。該系統(tǒng)的開發(fā)是將現(xiàn)代計算機軟件技術與組合機構設計相結合，順應了現(xiàn)代CAD發(fā)展的趨勢，提高了組合機構產品的創(chuàng)新設計能力。由此開發(fā)了凸輪連桿組合機構的優(yōu)化設計軟件系統(tǒng)。由于該問題涉及到機構的運動軌跡、速度、加速度等參數(shù)的計算，一般采用二次開發(fā)的方法和采用程序設計語言來實現(xiàn).3)機構的計算機輔助設計:動畫模擬技術可以用于機構的計算機輔助設計中，以提高設計的可視化程度。采用程序設計語臺編程來實現(xiàn)機構的計算機動畫模擬，一般是針對某個具體機構。對于某些有潛在危險的機構，采用計算機模擬則沒有任何危險。所謂動畫模擬技術就是利用計算機以動畫的形式對所研究對象的結構、功能和行為進行動態(tài)性和逼真的模仿。廣泛采用圖標、窗口系統(tǒng)等圖形技術，并向多媒體化發(fā)展，即綜合使用圖文、聲、像等手段進行人機信息交流.(4)廣泛采用三維幾何實體造型技術支持CAD工作中的幾何設計，實體造型技術本身將發(fā)展為具有變參數(shù)造型和特征造型功能。目前，計算機技術中人工智能技術和工程數(shù)據庫技術的研究成果，正促使CAD不斷向智能化和集成化方向發(fā)展。在機構設計中用的另一個先進的手段就是CAD技術。建立數(shù)學模型時要選取設計變量，列出目標函數(shù)，給出約束條件。是近代機械學科發(fā)展的主要方向之一。絲光糖包裝機、牙膏和香皂等裝盒機因采用了連續(xù)運動的工序盤和自動線，都需要實現(xiàn)這種運動軌跡的機構。其他如香煙包裝機的撐箱機構、火柴盒裝機中的鉤盒機構等，都需要相應的運動軌跡。為此，采用可克服上述缺點的簡單連桿機構，與可實現(xiàn)任意給定運動規(guī)律的凸輪機構組合起來。由于齒輪連桿機構不能精確實現(xiàn)給定的運動規(guī)律和軌跡，當需要精確滿足要求時，便需具有凸輪的凸輪連桿或凸輪齒輪機構。把若干個基本機構按一定方式適當?shù)慕M合起來形成組合機構和把某些運動尺寸或結構加以改變以形成變異機構，是發(fā)展新機構的兩個重要途徑。這樣，簡單的基本機構如齒輪機構、凸輪機構和連桿機構就難以勝任了。哈爾濱工業(yè)大學的王知行教授、李瑰賢教授基于該理論早在80年代初就開發(fā)了一套平面三大機構的運動分析子程序集(Basic語言)。與仿真技術相結合，可提高現(xiàn)代機構分析的效率，簡化分析過程。把速度對時間t再進行一次求導， Cooper等人于1964年基于此理論開發(fā)了第一部公開發(fā)行的平面連桿機構運動分析軟件MM(KiicAnalysisMethod)，就用這種方法對凸輪連桿機構進行運動分析。基于這種思想，將平面機構的位置分析問題歸結為求解一系列三角形問題，并采用復數(shù)矢量方法來描述三角形，以矢量的模。(2)圖解法 用圖解法比較直觀，可從圖形中看出機構傳動的幾何原理，以及傳動時的運動特性。機構的運動綜合就是根據預期的運動特性，設計出機構的運動簡圖。傳統(tǒng)的機構分析方法主要是圖解法，其特點是求解簡單、直觀，但是精度較低。那么按第二種基本機構的定義，自由度大于 1 的單環(huán)機構已不能算是基本機構。由最少構件通過最少運動副連接而成的單環(huán)機構是自由度為 1 的基本機構。有人將常用機構中結構最簡單的機構稱為基本機構，這定義不夠明確。用參數(shù)化設計方法來設計連桿機構, 可以利用 VB 實現(xiàn)設計的自動化、結果的可視化, 并將設計結果保存到數(shù)據庫中, 便于利用數(shù)據倉庫技術進行總結、參考、重用、優(yōu)化等 [3]。此方法設計方便快捷, 但由于作圖誤差的存在, 設計精度較低。凸輪機構廣泛應用于各種自動機械、儀器和操縱控制裝置。 凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，一般為主動件，作等速回轉運動或往復直線運動。隨著計算機技術和現(xiàn)代設計方法的發(fā)展，極大地推動了組合機構研究和應用的進展。如:將凸輪機構與連桿機構進行組合，不僅可以實現(xiàn)復雜的運動規(guī)律和軌跡，還可以減小機構的結構尺寸。四桿機構無法實現(xiàn)從動件較長時間的停歇和精確再現(xiàn)任意形狀的軌跡曲線?；緳C構不僅應用范圍廣，而且其實用價值也很高。如齒輪機構、凸輪機構、連桿機構及間歇機構等都是常用的基本機構。如齒輪機構雖能傳遞勻速和變速整周回轉運動，但不能實現(xiàn)任意給定的運動規(guī)律的變速轉動，而凸輪機構雖能實現(xiàn)任意規(guī)律的運動，但其從動件不能實現(xiàn)整周轉動，如果要求實現(xiàn)從動件任意規(guī)律的整周轉動，則不是單一的齒輪機構或凸輪機構可以完成的。其中組合機構能使若干個基本機構融合成性能更加完善、運動形式更加多樣化具有新特性的新機構。組合機構是一種正在發(fā)展中的新型機構，由于其結構較復雜，設計計算特別是機構的運動分析和綜合十分繁瑣，長期以來極大地阻礙了它的發(fā)展。 （1）凸輪機構凸輪機構是由凸輪,從動件和機架三個基本構件組成的高副機構。因為從動件的運動規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應用時，只要根據從動件的運動規(guī)律來設計凸輪的輪廓曲線就可以了。幾何法利用機構運動過程中各運動副位置之間的幾何關系, 通過作圖獲得有關尺寸。而且隨著計算機的普及應用, 參數(shù)化設計方法已成為各類連桿機構設計的一種快捷而有效的方法。組合機構由基本機構組合而成，但現(xiàn)在對基本機構的定義還沒有統(tǒng)一的說法。在閉環(huán)機構中，只構成一個封閉形的單環(huán)機構最簡單。至于自由度為 2 的單環(huán)饑構，構成它的構件和運動副的數(shù)量都必然大于自由度為 1 的相應單環(huán)機構，不是最小值。平面連桿機構與凸輪連桿機構都是應用十分廣泛的機構，對它們的分析及設計一直是機構學研究的一個重要課題。 [4] 組合機構運動分析與綜合的常用方法機構的運動分析，就是根據給定的機構簡圖，研究機構的運動特性。文獻[11]就用一般解析法對變連桿長度的固定凸輪連桿機構進行運動分析。(4)復