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连杆机构的分析和设计连杆机构是一种常见的机械传动装置，具有结构简单、传动平稳等优点，被广泛应用于各个领域。
本文将对连杆机构的分析与设计进行详细介绍。
连杆机构由连杆和关节构成，其中关节是使连杆之间能够相对运动的连接部件。
连杆机构可分为四杆机构、双曲杆机构和单曲杆机构等多种类型。
其中，四杆机构最为常见，是由四根连杆组成的机构。
机构结构分析是指对机构的组成部件进行材料选择、尺寸设计等工作。
在选择材料时，需考虑连杆的抗拉强度、抗压强度等因素。
在尺寸设计中，需满足机构的强度要求，同时尽量减小机构的质量和体积。
此外，连杆机构还需考虑连杆的相互约束关系，以保证机构的稳定性。
运动分析是指对机构运动规律进行研究。
在分析连杆机构的运动规律时，首先需要确定机构中各个连杆的运动关系。
常用的分析方法包括位置分析和速度分析等。
位置分析是指通过几何方法，确定机构各杆件的位置关系，以及杆件随时间变化的位置。
速度分析是指通过运动学方法，确定机构各杆件的速度关系，以及杆件随时间变化的速度。
在连杆机构的设计中，除了满足基本的运动规律外，还需考虑一些实际问题。
比如，在机构设计中，需考虑连杆的制造精度、装配误差等因素，以保证机构的运动精度。
在机构的运动平稳性分析中，需考虑机构的平衡性，避免机构发生过大的振动和冲击。
此外，在连杆机构设计中，还需考虑力学中的静力学平衡条件，以确保机构中各部件受力平衡，避免发生失稳或破坏。
在连杆机构的设计中，还可以根据不同的需求进行优化设计。
比如，在满足机构基本要求的前提下，通过调整连杆的形状和尺寸等参数，以提高机构的运动性能。
此外，还可以通过使用特殊连杆形式，如曲柄滑块机构、摇杆机构等，实现特定的运动要求。
总之，连杆机构的分析与设计是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑材料选择、尺寸设计、运动规律分析等多个因素。
通过合理的分析与设计，可以确保连杆机构的性能与稳定性，提高机构的使用寿命和效率，实现机构的优化设计。
四连杆机构运动分析
1、组装零件：
---放置第一个零件常采用缺省；
---连接零件可采用销钉连接方式（机构能运动）；
2、进入机构运动环境
---应用程序|机构---
---编辑|重新连接--- /检查装配情况
---运行（连接组件）---是（确认）---
3、观察机构中的体
---视图|加亮主体--- /绿色表示为地体
4、拖动模型
---单击‘拖动’按钮---
---任选四连杆上一点，拖动鼠标进行拖动---
---单击中建，结束拖动---
5、建立伺服电机
---选择‘伺服电动机’按钮---
---定义电机名称，运动轴--- /若装配正确，运动处都会出现
运动轴
---定义电机速度、加速度--- /可单击图像查看
6、仿真运动过程
---单击‘机构分析’按钮---
---选择‘运动学’分析类型，单击‘运行’观察运动情况---
7、回放并保存结果
单击‘回放’按钮可以进行回放；
8、产生分析测量结果
---分析|测量，打开‘测量结果’---
---单击‘新建’按钮（在测量栏中），打开‘测量定义’--- ---选择测量点，测量分量，坐标系---确定---
/测量点可以是零件端点，基准点，几何点
---单击画图，可以绘制结果图形---
9、产生轨迹曲线
---插入|轨迹曲线---
---选择点---确定---
/零件顶点，几何点可以产生轨迹，基准点不能产生轨迹，可以在模型树种中右键零件‘打开’|草绘，绘制几何点；。
连杆机构运动分析指导一、实验目的1. 加强学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性，为机构创新设计奠定良好的基础。
2. 培养学生连杆机构解析法分析的能力。
二、实验原理机构一般由两部分组成，一部分为机架和原动件及他们之间的运动副，另一部分由其他构件和运动副组成。
其中，前一部分称为基本机构部分，后一部分称为从动件系统。
如图1所示的机构可以分成如图2所示两部分。
两部分机构自由度之和等于原始机构的自由度，由于基本机构的自由度与原动件数目相等，等于机构的自由度，所以从动件系统部分的自由度为0。
在很多情况下，从动件系统可以进一步划分成更小的杆组。
我们把无法再分割的、自由度＝0的从动件连接称为阿苏尔杆组(Assur group). 例如如图2的从动件系统可以进一步划分成如图3所示的两个阿苏尔杆组。
在每一个阿苏尔杆组中，杆组内部各构件间连接的运动副称为内部运动副(inner pair内副)。
例如杆组DCB中的转动副C和杆组GFE中的转动副F。
每一个阿苏尔杆组中有一部分运动副与运动已知构件相联，这一部分运动副称为外部运动副（outer pairs外副)。
例如，阿苏尔杆组DCB中的转动副B和D分别和运动已知构件(原动件和机架)相连接，为外副。
阿苏尔杆组DCB通过外副B和D 与运动已知的构件连接后，形成了一个铰链四杆机构ABCD ，杆组DCB中的构件BCE和DC运动确定。
阿苏尔杆组GFE 通过外副E和G与运动已知构件（BCE 和机架）连接。
注意：转动副E不是阿苏尔杆组DCB的一个外副。
从阿苏尔杆组的安装顺序，我们可以看出杆组DCB是第一杆组，杆组GFE 是第二杆组。
我们可以得到机构的组成原理：任何机构都是在基本机构的基础上依次添加杆组扩展而成的。
注意只有在前面的阿苏尔杆组安装完之后，后面的杆组才能安装。
依据机构的组成原理就可以预先编写一些常用阿苏尔杆组的子程序。
这样，多杆连杆机构的运动分析就可以简化成简单的两步：首先，将机构拆成基本机构部分和阿苏尔杆组，然后，根据阿苏尔杆组的类型和装配顺序调用相应的运动分析子程序。
多连杆机构的运动学分析与合理设计多连杆机构作为机械系统中常见的一种形式，广泛应用于各种工程领域。
它由多个连杆和铰接连接的节点构成，能够实现复杂的运动路径。
在机器人技术、汽车工程和航天领域等众多应用中，多连杆机构的运动学分析和合理设计是至关重要的。
在进行多连杆机构的运动学分析时，需要首先确定各个连杆的长度、连杆的连接方式以及铰接的位置等。
通过这些参数的确定，可以进一步推导出机构的运动方程和运动学限制条件。
常见的多连杆机构包括摇杆机构、曲柄滑块机构和平面四杆机构等。
以摇杆机构为例，它由一个直杆和两个转轴构成。
当一个转动的驱动件作用于摇杆机构时，整个机构的运动路径可以被描述为抛物线形状。
通过分析抛物线的特性，可以确定驱动件的转速和转动角度对机构运动轨迹的影响，从而实现对机构运动的控制。
曲柄滑块机构是另一种常见的多连杆机构，它由一个转动的曲柄和一个滑块构成。
曲柄滑块机构的运动轨迹通常是椭圆形状，可以通过改变曲柄的转动角度和滑块位置来实现不同的运动路径。
在实际应用中，曲柄滑块机构常被用于发动机和机械传动系统中，其运动学分析对于提高机构的效率和可靠性至关重要。
平面四杆机构是一种更为复杂的多连杆机构，它由四个连杆和四个铰接节点组成。
平面四杆机构的运动学分析涉及到大量的几何关系和运动学方程的推导，需要利用刚体座标系和几何约束条件进行求解。
通过解析解或数值解的方法，可以求得平面四杆机构的运动轨迹、速度和加速度等运动学参数，为机构的合理设计提供了重要依据。
在多连杆机构的合理设计中，除了运动学分析以外，还需要考虑机构的结构刚度、平衡性和可靠性等因素。
合理的机构设计可以提高机构的性能，并确保机构能够承受预期的载荷和工作环境。
此外，还需要考虑机构的制造成本和装配难度等实际因素，以实现设计与制造的良好平衡。
总之，多连杆机构的运动学分析和合理设计是一项复杂而重要的任务。
通过分析机构的运动学特性和设计要求，可以实现对机构运动路径和性能的优化控制。
1,定义两个固定夹板-"刚性接合"
2,定义两块连接板-"刚性接合"
3,定义连接板与手柄-"刚性接合"
4,定义连接板-"刚性接合"
5,定义连接板与夹板旋转轴-"螺钉接合",选择驱动角度,点击确定
6,定义夹板与压臂旋转轴-"螺钉接合",不选择驱动角度,点击确定
7,定义两种连接板旋转轴-"螺钉接合",不选择驱动角度,点击确定
8,定义压臂与内连接板旋转轴-"螺钉接合",不选择驱动角度,点击确定
8,固定夹板-选择"固定",点击夹板实体即可跳出可运动模拟的对话窗
9,点击"使用命令进行模拟"-方框内图标,跳出如图对话框.。
连杆机构运动分析指导
一、实验目的
1. 加强学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性，为机构创新设计奠定良好的基础。
2. 培养学生连杆机构解析法分析的能力。
二、实验原理
机构一般由两部分组成，一部分为机架和原动件及他们之间的运动副，另一部分由其他构件和运动副组成。
其中，前一部分称为基本机构部分，后一部分称为从动件系统。
如图1所示的机构可以分成如图2所示两部分。
两部分机构自由度之和等于原始机构的自由度，由于基本机构的自由度与原动件数目相等，等于机构的自由度，所以从动件系统部分的自由度为0。
在很多情况下，从动件系统可以进一步划分成更小的杆组。
我们把无法再分割的、自由度＝0的从动件连接称为阿苏尔杆组(Assur group). 例如如图2的从动件系统可以进一步划分成如图3所示的两个阿苏尔杆组。
在每一个阿苏尔杆组中，杆组内部各构件间连接的运动副称为内部运动副(inner pair内副)。
例如杆组DCB中的转动副C和杆组GFE中的转动副F。
每一个阿苏尔杆组中有一部分运动副与运动已知构件相联，这一部分运动副称为外部运动副（outer pairs外副)。
例如，阿苏尔杆组DCB中的转动副B和D分别和运动已知构件(原动件和机架)相连接，为外副。
阿苏尔杆组DCB通过外副B和D 与运动已知的构件连接后，形成了一个铰链四杆机构ABCD ，杆组DCB中的构件BCE和DC运动确定。
阿苏尔杆组GFE 通过外副E和G与运动已知构件（BCE 和机架）连接。
注意：转动副E不是阿苏尔杆组DCB的一个外副。
从阿苏尔杆组的安装顺序，我们可以看出杆组DCB是第一杆组，杆组GFE 是第二杆组。
我们可以得到机构的组成原理：任何机构都是在基本机构的基础上依次添加杆组扩展而成的。
注意只有在前面的阿苏尔杆组安装完之后，后面的杆组才能安装。
依据机构的组成原理就可以预先编写一些常用阿苏尔杆组的子程序。
这样，多杆连杆机构的运动分析就可以简化成简单的两步：首先，将机构拆成基本机构
部分和阿苏尔杆组，然后，根据阿苏尔杆组的类型和装配顺序调用相应的运动分析子程序。
三、实验方法与步骤
图1 图2 图3
1．实验前的准备。
预习本实验，掌握实验原理。
熟悉教师给定的连杆机构；（亦可自己选择并设计一个连杆机构，并画出其机构运动简图）。
让同学初步了解一下True Basic 常用命令及其使用。
编写了学习指导“True Basic 常用命令简介和True Basic 常见出错提示信息”的学习指导，详见“附件Ⅶ”。
掌握机构的组成原理和结构分析。
熟练掌握基本的二级Assur 杆组和Link 杆组的运动分析解析法，了解相应子程序的意义，懂得如何正确调用相应的子程序，详见“附件Ⅷ”——“常用二级阿苏尔杆组及其子程序”。
2．实验步骤：
（1）连杆机构结构分析
先去掉机构中的局部自由度和虚约束；计算机构的自由度，确定原动件；拆分杆组，画在纸上。
编写“图4连杆机构结构分析”的学习指导，详见“附件Ⅰ”。
（2）编写主程序
编写运动分析主程序。
根据选定的机构，编写相应的连杆机构运动分析主程序。
为此，编写了“图4连杆机构计算程序”的学习指导，祥见“附件Ⅱ”。
编写动画主程序。
根据选定的机构，编写相应的连杆机构动画主程序。
为此，编写了“图4连杆机构动画程序”的学习指导，详见“附件Ⅲ”。
编写绘制从动件位移、速度、加速度线图的主程序。
为此，编写了“在TB 中绘制SVA三曲线”的学习指导，详见“附件Ⅳ”。
编制将从动件位移、速度、加速度线图转化成相应.scr文件的主程序,详见“附件Ⅴ”——“在ACAD中绘制SV A三曲线”。
（3）上机调试
上机调试，并将结果输出。
调试并运行连杆机构运动分析主程序，然后将计算结果的具体数值以文件的形式保存起来(参见附件Ⅵ——“如何将TRUE BASIC 的输出数值打印出来”，“如何将TRUE BASIC 的输出数值存为文件”，“如何在Excel调用数值并画出曲线”)，以备检查。
调试并运行连杆机构动画主程序检查运动分析是否存在明显的错误，以检验机构位置分析是否正确。
调试并运行绘制从动件位移、速度、加速度线图的主程序，以检验从动件的速度和加速度是否正确，进行进一步的检查，看看是否位移达到极值时，速度为0，速度达到极值时，加速度为0。
调试并运行将从动件位移、速度、加速度线图转化成相应.scr文件的主程序，然后将.scr文件在AUTOCAD中打开，获得从动件位移、速度、加速度三线图，并加画相应的坐标轴与坐标。
为此，编写了“在ACAD中绘制SVA三曲线”的实验学习指导，详见“附件Ⅴ”。
3．编写实验报告。
