【導(dǎo)讀】湘潭大學(xué)肖霞平畢業(yè)設(shè)計2020年6月

　　

【正文】 有向量方程ArB B??向 x , y 坐標(biāo)軸投影 cos()AiixL?? （41）nBy式（41）對時間求導(dǎo)得速度方程 （42）sin()BAixL??????? cos()BAiiy???????式（42）對時間求導(dǎo)得加速度方程li湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月24 22cos()sin(BAii ixL??? ????????? ???? （43） ncoi iy 子程序設(shè)計及相關(guān)說明本子程序用于計算構(gòu)件上某點的位置 速度和加速度輸入?yún)?shù):L i 、 δ、 、 、 、 、 、 、 、 、 、i?i?iAxyA?Ax?y輸出參數(shù): 、 、 、 、 、BxyBB?(1)表 41 標(biāo)識符說明表 41 標(biāo)識符說明公式中變量符號程序中變量符號 變數(shù)含義公式中變量符號程序中變量符號變數(shù)含義Li 0l構(gòu)件 AB 的長度 Ay?x2a A 點加速度的 X 軸分量δ δ 構(gòu)件 AB 的結(jié)構(gòu)角 y2a A 點加速度的 Y 軸分量i?216。a 構(gòu)件 AB 的角位移 Bxxb B 點的 X 坐標(biāo)21構(gòu)件 AB 的角速度 yyb B 點的 Y 坐標(biāo)i?構(gòu)件 AB 的角加速度 Bx?x1b B 點速度的 X 軸分量Axxa A 點的 X 軸坐標(biāo) yy1b B 點速度的 Y 軸分量?ya A 點的 Y 軸坐標(biāo) Bx?x2b B 點加速度的 X 軸分量Axx1a A 點速度的 X 軸分量 yy2b B 點加速度的 Y 軸分量yy1a A 點速度的 Y 軸分量（2）單桿構(gòu)件的窗體說明如圖 43(b)所示，界面中上部含有四個框架，分別為“構(gòu)件參數(shù)” 、 “運動副 A 參數(shù)” 、 “轉(zhuǎn)動參數(shù)”和“輸出運動副 B 參數(shù)” 。前三個框架是要求用戶輸入已知參數(shù)，另一框架為程序運行后輸出運動副 B 的參數(shù)。下部含有參數(shù)圖形說明 Picture一個雙原動件復(fù)選框控件 Check1 及四個按鈕控件。在沒有啟動程序時，雙擊該窗體，根據(jù)上述的數(shù)學(xué)模型，在代碼框中編輯輸入相應(yīng)代碼(見附錄)。湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月25圖 43(b) 原動件參數(shù)界面 B 點的位置、速度和加速度 鉸接二桿組（ RRR）的運動分析與模塊設(shè)計圖 44(a)所示由兩個構(gòu)件和三個轉(zhuǎn)動副組成的 RRR 型 II 級桿組，以知兩構(gòu)件桿長、 及其外運動副 B 和 D 的位置 和 、速度 和 、加速度iLj (,)Bxy(,)D(,)Bxy?(,)D?和 。求兩構(gòu)件的角位移 和 、角速度 和 、 角加速度 和(,)Bxy?(,)D? i?ji?j i??及內(nèi)運動副 C 的位置 、速度 、加速度 。 j?(,)Cxy,C?,C湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月26圖 44(a) RRR 型 II 級桿組運動分析 建立數(shù)學(xué)模型 由圖 45 向量多邊形 OBCD，列出內(nèi)運動副 C 的向量方程 ABirL??CDjrL??向 X，Y 坐標(biāo)軸投影得數(shù)學(xué)模型 1 cos0BCi ifx??? （44）2 ny3DCj if L??4 sij i??1234BBDDCCTijTVyxyUFffffx??令 ， ， ， ，則有cosiiiCL??sini iLcosjjjL?sinjjjL??， 01ijSCU?????????101FV???????湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月271 ijijijijjjjjijijiiiiCSSCSFVS? ?? ?? ??????????? ?00ijCSdFtU?? ?? ??????????? ???00dFtV??????????????（1）位置分析 為求 ，將（44）消元、移項、平方相加，并整理得三角函數(shù)i?方程式 （45）cossin0i iABC???式中 )(2BDixL? y 2jiC?? 為 B 和 D 兩點的距離DL 2 2()()DBDBxy????為保證機構(gòu)的裝配，必須同時滿足 （46）BijDLL??在進(jìn)行計算時，必須檢查機構(gòu)是否滿足該裝配條件，若不滿足，則認(rèn)為該桿組在機構(gòu)中不能裝配，問題無解，既令停機。 將式（22）應(yīng)用和第二節(jié)同樣的處理辦法，可以解出 2222arctni BMABC?????當(dāng) B、 C、D 為順時針排列時，取 M=1，當(dāng) B、C、D 為逆時針排列時，取 M=+1。求出 后，便了由式（44）前兩式求出 C 點坐標(biāo)，再由后兩式求出i j?湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月28 cosinarctCBi iiCDjxLyyyx?????（2）速度分析 由（33）式得 1CijBijBijDijDii jjjjijijj iBiiDixSySxSyyCxCSyxy?????? ???? ???????? ?? ????? ????（3）加速度分析由式（34）并化簡式中2()()1CijijBiijijiijij jjj iixCSxCSGSHy yCS H???? ????? ??? ?????? ???? 22DBijGxC????? 22DBijyS????? 子程序設(shè)計及說明本子程序用于計算 RRR 型 II 級桿組內(nèi)運動副的位置、速度、加速度及構(gòu)件 i、j 的角位移、角速度、角加速度。輸入?yún)?shù)有 、 、M 、 、 、 、 、 、 、iLjBxyB?Bx?y、 、 、 、 和 。輸出參數(shù)有 、Dx?DyD??、 、 、 、 、 、 、 、 、 和 。i?ijj?jCxyC?C? (1)標(biāo)識符說明（見表 42） 表 42 標(biāo)識符說明公式中變量符號程序中變量符號 變數(shù)含義公式中變量符號程序中變量符號 變數(shù)含義iLl1 構(gòu)件 BC 的長度 Dy?y2d D 點加速度的 Y 軸分量jl2 構(gòu)件 CD 的長度 i?φb 構(gòu)件 BC 的角位移M m0 BCD 的排列方向 i?φ1(1) 構(gòu)件 BC 的角速度Bxxb B 點的 X 坐標(biāo) iφ1(2) 構(gòu)件 BC 的角加速度yyb B 點的 Y 坐標(biāo) j?φd 構(gòu)件 CD 的角位移湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月29Bx?x1b B 點速度的 X 軸分量 j??φ2(1) 構(gòu)件 CD 的角速度yy1b B 點速度的 Y 軸分量 jφ2(2) 構(gòu)件 CD 的角加速度Bx?x2b B 點加速度的 X 軸分量Cxxc C 點的 X 坐標(biāo)By?y2b B 點加速度的 Y 軸分量Cyyc C 點的 Y 坐標(biāo)Dxxd D 點的 X 坐標(biāo) Cx?x1c C 點速度的 X 軸分量yyd D 點的 Y 坐標(biāo) yy1c C 點速度的 Y 軸分量Dx?x1d D 點速度的 X 軸分量 Cx?x2c C 點加速度的 X 軸分量yy1d D 點速度的 Y 軸分量 yy2c C 點加速度的 Y 軸分量Dx?x2d D 點加速度的 x 軸分量（2）根據(jù)對 RRR 桿組的分析，設(shè)計其 VB 接口，界面如圖 44(b)所示。界面中上部含有兩個卡框，左卡框包含三個選項卡，分別為“結(jié)構(gòu)參數(shù)” 、 “運動副 B 參數(shù)”和“運動副 D 參數(shù)” ，是輸入或接收參數(shù)的；右卡框也包含三個選項卡，分別為“構(gòu)件轉(zhuǎn)動參數(shù)” 、 “運動副 C 參數(shù)” 、 “E 點參數(shù)” ，是程序運行后輸出的參數(shù)。下部含有一個鉸鏈 BCD 順序選擇控件 Option1 和 Option參數(shù)圖形說明 Picture1 和四個按鈕控件。雙擊該窗體，根據(jù)上述的數(shù)學(xué)模型，在代碼框中編輯輸入相應(yīng)代碼(見附錄)。運行時在原動件運行接口上點擊“下一步” ，在主接口點擊“ RRR 圖框”輸入已知參數(shù)，選擇鉸鏈 BCD 的順序，點擊 E（E 為一機構(gòu)上的一焊接點） ，然后點擊“運行” ，即出現(xiàn)圖 45 界面上的數(shù)據(jù)。如果沒選擇鉸鏈 BCD 的順序就點擊“運行” ，則會提示請選擇鉸鏈BCD 的順序。湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月30圖 44(b) RRR 型二級桿組界面 連桿滑塊組（ RRP）的運動分析與模塊設(shè)計圖 45(a)所示為由兩個構(gòu)件、兩個轉(zhuǎn)動副和一個移動副組成的 RRP 型 II 級桿組，兩構(gòu)件桿長分別為 、 ，構(gòu)件 的角位置用 表示，構(gòu)件 垂直于滑塊導(dǎo)路， iLjiLi?jLiL的角位置用 表示，構(gòu)件 垂直于滑塊導(dǎo)路，而滑塊導(dǎo)路與 X 軸正向夾角為 ，滑塊i? j?上 D 點相對于參考點 R 的位移為 s。設(shè)已知外運動副 B 和參考點 R 的位置 和(,)Bxy、速度 和 、加速度 和 及滑快導(dǎo)路與 X 軸正向夾(,)Rxy(,)Bxy?(,)Rxy?(,)xy?(,)R?角為 。求構(gòu)件 的位置 、角速度 、角加速度 及內(nèi)運動副 C 的位置 速jiLi?.i .i?,C度 和加速度 。,C?,C 湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月31圖 45(a) RRP 型 II 級桿組的運動分析 建立數(shù)學(xué)模型由圖 45（a）向量多邊形 OBCDRO，列出內(nèi)運動副 C 的向量方程 CBiRjrLcs??向 X、Y 坐標(biāo)投影得數(shù)學(xué)模型 ( 47) 1234 o0sincsin0icoBCCiRjjifxLyf L???????? ? ?1234B RCC TjTiVyxyUsFffffx??令 ， ， ， ，則有cosiiC?siniicojj?cosjjjSL?? ,100ijLSCU?????????1001jjFsSLCV? ?? ???? ? 1 ijijijijijjjjijijiiiiLSCFLS LS??? ?? ?????? ????? ?000iijLSdFtUC?? ??? ??????? ???? ???00jjjjdsSLStV?? ?? ??????????? ?? ????（1）位置分析 將（47）消元、移項、平方相加，并整理得三角函數(shù)方程式 （48）20sBC??湘潭大學(xué) 肖霞平 畢業(yè)設(shè)計 【基于 VB 語言開發(fā)平面連桿機構(gòu)的運動分析及仿真系統(tǒng)】 2020 年 6 月32 ? ?2()cos()sinRBjRBjBxy?????? 22()())i2()cosRRjiBjjRBjjCxyLxLyL???由（32 ）得 （49）24BMCs????當(dāng)機構(gòu)初始位置為 B、C 、D 順時針排列時，取 M=+1，當(dāng)機構(gòu)初始位置為B、C、D 逆時針排列時，取 M=1。值得注意，式（49）中若 B2 4C0，則 s 有兩個共軛復(fù)根，表明該 RRP 型 II 極桿組在機構(gòu)中不能裝配，所以，在進(jìn)行計算時，必須檢查 B2 4C0 的值。求出 s 后，便可由式（48）后兩式求出 C 點坐標(biāo)，再由前兩式求出 i? cossinincoCRjjjxLy????? artBi yx?（2）速度分析 由式（ 33）并化簡得 1212()1CBijji jjiixQLSCQyys?????? ???? ?????? ????式中 12()ijijRBjjjLCSQxsLCyS??????（3）加速度分析 由式（ 34）并化簡得 23434()1CBiijijii jjiixxLQyyLQSCs??? ???? ?????????? ?????式中 2 23 ()()RBijjjjjjxLC