基于AutoCAD的装载机机构运动分析毕业设计(论文)

本科毕业设计(论文)题 目: 基于AutoCAD的装载机机构运动分析 姓 名: 学 院: 南方学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: N1003012 学 号: N100301227 指导教师: 职称: 博导 二一 四 年 五 月 二十八 日摘 要本论文概述了当前国内外装载机的研究设计状况、发展动态与发展方向,以及轮式装载机其在我国国民经济中的起到的重要作用,而且研究了当前国内装载机工作装置的现状,针对国内装载机工作装置设计究现状,利用MATLAB与AUTOCAD对工作装置进行了运动仿真、结构应力分析及优化。市场的竞争激烈迫使制造企业为求得生存与发展必须对多变的市场需求做出迅速反应,不断地调整产品的设计与研发模式,并能快速地开发出新产品。而我国传统工程机械行业却由于新产品开发周期长,成本高,缺乏市场竞争力。计算机辅助设计与仿真技术的逐渐成熟为实现产品的快速开发,提高我国工程机械产品的设计水平与市场竞争力提供了强有力的手段。本文将计算机辅助设计(CAD)与仿真技术引入装载机设计开发领域,建立了工作装置的运动数学模型,利用AUTOCAD中VB软件建立了装载机工作装置的模型并对其进行了运动仿真。大部分包括如下几个方面：1.首先介绍装载机与装载机工作装置的国内外研究现状与发展方向,及现代设计中的计算机辅助设计、有限元理论与优化设计理论。2.分析装载机工作装置的运动规律与仿真。3.装载机的机构运动分析。4.关于应用MATLAB软件对杆件的点的位置求解数据。5.应用AUTOCAD中VBA对机构进行模拟仿真分析。随着我国工程建设的不断发展，轮式装载机在工程建设中应用越来越为广泛，使用范围不断扩大，并向大功率、大斗容的方向发展。而工作装置的机构直接影响装载机整机的工作性能，利用计算机辅助设计方法分析装载机机构运动学对设计质量、缩短设计周期具有重要的应用价值。本文为装载机机构运动分析提供了一种高效、可行、直观的分析方法，所得结论不仅对工作装置物理样机的试制与性能评定具有重要的指导意义，而且对其它类型机构运动仿真分析与创新设计起到了一定的参考价值。关键词：AUTOCAD；装载机；VBA；机构运动；运动分析 ABSTRACT This paper outlines the current status of the loader design study abroad , an important role in the development of dynamic and direction of development , and the loader in the national economy , to study the current situation of the domestic loader working device , the device is designed for the domestic loader work investigate the status quo, using MATLAB and AUTOCAD work means the motion simulation , structural stress analysis and optimization. Fierce market competition forcing manufacturers to seek survival and development must be made to changing market demand for rapid response to constantly adjust product design and R & D model , and can develop new products quickly . The traditional Chinese construction machinery industry was due to the long development cycle of new products , high cost , lack of market competitiveness. Mature computer-aided design and simulation technology to achieve rapid product development, improve Chinas construction machinery product design and market competitiveness has provided a powerful tool. In this paper, computer-aided design (CAD) and simulation technology into the field of design and development loaders , sport established mathematical model working device using AUTOCAD software in VB modeled loader working device and its motion simulation . Mainly includes the following aspects : (1) first introduces the research status and development trend of domestic loaders and loader working device , and modern design computer aided design, finite element theory and optimization theory . 2 law of motion analysis and simulation loader working device . 3 loaders kinematic analysis . 4 points on the application of MATLAB software for solving the position of the rod data . 5 applications in VBA AUTOCAD simulation analysis on the bodies . With the continuous development of Chinas construction of wheel loaders in the construction of more and more as a wide range expanding to high-power , large bucket capacity direction. The agency working directly affect the performance of the device loader machine , using computer-aided design to analyze the kinematics loader mechanism design quality and shorten the design cycle has important application value. This article loaders kinematic analysis provides an efficient, practical , intuitive analysis, conclusions not only has important guiding significance for the trial and the physical prototype device performance assessment work , but also for other types of mechanism motion simulation analysis and innovative design played a certain reference value.Keywords: AUTOCAD; loader; work unit; mechanism motion; Motion Analysis 目 录 第一章 轮式装载机的概述1 装载机的简介Y1.1 装载机的用途1.2 装载机的分类Y1.2.2装载机的大部分技术性能参数Y 1.2.3国外轮式装载机水平及发展方向 Y1.2.4国内轮式装载机水平及发展方向 Y 第二章 轮式装载机的构造与工作原理2.1 轮式装载机的总体结构与特点2.2轮式装载机的工作原理Y2. 3 轮式装载机工作装置及液压系统 Y2.4轮式装载机的传动系统Y 第三章 计算机辅助设计与仿真技术 3.1 计算机辅助设计(CAD) Y3.1.1 CAD软件 Y3.2仿真技术Y3.2.1仿真技术在工程中的应用 Y3.2.2仿真分类 Y 第四章 应用MATLAB来求解点的位置4.1MATLAB简介 Y4.1.1 为什么使用MATLAB Y4.2 MATLAB求点位置求的过程Y 4.2.1我们可以把RRR级组位置分析的主要步骤归纳 Y4.2.2 数据文件的处理 Y 第六章 工作装置的运动仿真 6.1 VB软件简介 6.2 运动仿真分析过程 6.2.1 利用part模块建立工作装置三维模型 6.2.2 将建立的模型在装配模块组装 6.2.3 对模型进行检查与添加模型 结论Y致谢Y参考文献Y附录A （必要时）Y图1 （必要时）Y表1 （必要时）Y（本行下面插入了一个分节符，下面的内容不要删除，换行符也不要删除）南京林业大学本科生毕业设计（论文） 第一章 轮式装载机的概述1 装载机的简介 装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施工机械，它大部分用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重与其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路施工中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料与水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面与牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的大部分机种之一。 1.1 装载机的用途 装载机大部分用来铲、装、卸、运土与石料一类散状物料，也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重、装卸其他物料的工作。在公路施工中大部分用于路基工程的填挖，沥青与水泥混凝土料场的集料、装料等作业。由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而发展很快，成为土石方施工中的大部分机械。1.2 装载机的分类 常用的单斗装载机，按发动机功率，传动形式，行走系结构，装载方式的不同进行分类。1、发动机功率：功率小于74kw为小型装载机。功率在74147kw为中型装载机功率在147515kw为大型装载机功率大于515kw为特大型装载机2、传动形式：液力机械传动，冲击振动小，传动件寿命长，操纵方便，车速与外载间可自动调节，一般在中大型装载机多采用；液力传动：可无级调速、操纵间便，但启动性较差，一般仅在小型装载机上采用；电力传动：无级调速、工作可靠、维修简单、费用较高，一般在大型装载机上采用。3、行走结构：轮胎式：质量轻、速度快、机动灵活、效率高、不易损坏路面、接地比压大、通过性差、但被广泛应用；履带式：接地比压小，通过性好、重心低、稳定性好、附着力强、牵引力大、比切入力大、速度低、灵活性相对差、成本高、行走时易损坏路面。4、装卸方式：前卸式：结构简单、工作可靠、视野好，适合于各种作业场地，应用较广；回转式：工作装置安装在可回转360的转台上，侧面卸载不需要调头、作业效率高、但结构复杂、质量大、成本高、侧面稳性较差，适用于较侠小的场地。后卸式：前端装、后端卸、作业效率高、作业的安全性欠好。 1.2.2装载机的大部分技术性能参数标志装载机的大部分技术性能参数有铲斗容量，额定载重量，发动机额定功率，整机质量，最大行驶速度，最小转弯半径，最大牵引力，最大挖掘力，最大卸载高度，卸载距离，工作装置三项与等。（1）铲斗容量一般指铲斗的额定容量，为铲斗平装容量与堆尖部分体积之与，用“m”来表示。（2）额定载重量指在保证装载机稳定工作的前提下，铲斗的最大载重量，单位为“”。（3）发动机额定功率发动机额定功率又称为发动机标定功率或总功率，是表明装载机作业能力的一项重要参数。发动机功率分为有效功率与总功率，有效功率是指在29与746Hg(1mmHg=133.322Pa)压力的情况下，在发动机飞轮上实有的功率（亦称飞轮功率）。国产装载机所标的功率一般指总功率，即包括发动机有效功率与风扇，燃油泵，润滑油泵，滤清器等辅助设备所消耗的功率。单位为“kW”。（4）整机质量（工作质量）指装载机装备应有的工作装置与随机工具，加足燃油，润滑系统，液压系统与冷却系统亦加足液体，此外带有规定形式与尺寸的空载铲斗与司机标定质量（753）时的主机质量。它关系到装载机使用的经济性，可靠性与附着性能，单位为“”。（5）最大行驶速度指铲斗空载，装载机行驶在坚硬的水平面上，前进与后退各档都达到的最大速度，它影响装载机的生产率与安排施工方案。单位为“/h”。（6）最小转弯半径指自轮胎中心或后轮外侧或铲斗外侧所构成的弧线至回转中心的距离，单位为“”。（7）最大牵引力指装载机驱动轮缘上所产生的推动车轮前进的作用力，单位为“kN”。（8）最大掘起力指铲斗切削刃的底面水平并高于底部基准平面20时，操纵提升液压缸或转斗液压缸在铲斗切削刃最前面一点向后100处产生的最大向上铅垂力，单位为“kN”。（9）最大卸载高度指动臂处于最高位置，铲斗卸载角为45时，从地面到切削刃最低点之间的垂直距离，单位为“”。（10）卸载距离一般指在最大卸载高度时，从装载机本体最前面的一点（包括轮胎与车架）到斗刃的水平距离，单位为“”。（11）工作装置动作三项与指铲斗提升，下降，卸载三项时间的总与，单位为“s”。1.2.3国外轮式装载机水平及发展方向在经历了50-60年的发展后，到20世纪90年代中末期国外轮式装载机技术已达到相当高的水平。基于液压技术，微电子技术与信息技术的各种智能系统已广泛应用于装载机的设计，计算操作控制，检测监控，生产经营与维修服务等各个方面，使国外轮式装载机在原来的基础上更加精制，其自动化也得以提高，从而进一步提高了生产效率，改善了司机的作业环境，提高了作业舒适性，降低噪声，振动，排污量，保护了自然环境，最大限度的简化维修，降低作业成本，使其性能，安全性，可靠性使用寿命与操作性能都达到了很高水平。产品形成系列，更新速度加快并朝大型化与小型化发展。如以卡特彼勒为代表的美国，以小松公司为代表的日本与装载机生产第三大集团西欧各厂家都加快推出多功能，全面兼顾动力性，机动性与灵活性的新产品。这些产品如美国克拉克公司生产的675型，功率达1000kW，而日本东洋远搬株式会社生产的 310型，斗容量仅为0.11立方米。此外，装载机还向高卸位，远距离作业方向发展，如JCB公司开发的伸缩臂装载机，小松公司也开发了能扩大作业范围的带伸出机构的装载机。采用新结构，新技术，产品性能日趋完善。近年来开发的产品普遍采用了高性能发动机与自动换档变速器，大流量负荷传感液压系统，前后防滑差速器，多片湿式盘式制动器，行走颠簸减震等先进技术，并综合液压，微电子与信息技术制造，并应用了很多智能系统。工作装置连杆机构推陈出新，各种自动功能更趋成熟，完善。如卡特彼勒公司994D型装载机采用新的一代Cat3516柴油发动机就安装有HEUI（电液控制的燃油喷射）装置以及ADEM9(先进的柴油)管理系统，可根据外载荷的大小有效地控制发动机的功率与转速，从而减少燃油消耗及尾气排放，减少噪声。小松公司的全动力换档变速器带有自动换挡开关，提高装载作业过程中的牵引力，可保证全功率进行装载作业。卡特彼勒公司的G系列装载机采用大流量工作液压系统，负荷传感转向液压系统，使所需转向功率减少了8%,提高了作业效率与燃油经济型。沃尔沃公司在L500-L220D系列装载机上推出了该公司的专利产品，扭矩平衡连杆机构（TP）,在铲斗的整个循环中可提供更大的倾翻力矩以及举升能力，这保证了装载机不仅在配用铲斗时，而且在配用叉，吊其它工具时都具有优良的作业性能。近年来，国外轮式装载机在其未来技术发展中将广泛采用微电子技术与信息技术，完善计算机辅助驾驶系统、信息管理系统及故障诊断系统；采用单一吸声材料、噪声抑制的方法消除或降低机器噪声；通过不断改进电喷装置，进一步降低发动机的尾气排放量；研制无污染、经济型、环保型的动力装置；提高液压元件、传感元件与控制元件的可靠性与灵敏性，提高整机的机-电-信一体化水平；在控制系统方面，将广泛采用电子监控与自动报警系统、自动换档变速装置；普遍安装GPS定位与质量自动称量控制；开发机器人装载机等。1.2.4国内轮式装载机水平及发展方向我国轮式装载机起步较晚，其制造技术是陆续从美国、德国与日本等国家引进的。目前我国轮式装载机生产技术水平只相当于发达国家20世纪80年代的制造水平。虽然目前国内轮式装载机生产厂家群雄并立，此外有增无减，但国内的企业自主开发创新能力较弱，产品更新换代以适应市场需求的能力较差，不能及时适应市场的需求。在生产制造中，工艺装备水平与生产能力较低，造成关键零部件技术不过关，整机的可靠性，故障率，使用寿命，机电液一体化水平，外观质量，操作的灵活性与舒适性方面 与先进国家产品相比差距较大。目前，我国的轮式装载机发展有如下特点:（1）缺乏高科技含量，产品质量不稳定，档次低。（2）设备的灵活性，舒适性较差。（3）用途单一，产品规格中间大两头小。尽管国产轮式装载机的技术水平与西方发达国家存在着很大的差距，但也应该考虑到历史与国情的原因。目前国产轮式装载机正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡。从仿制仿造向自主开发过渡，各大部分厂家也不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色与优势的现状，正在从低水平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。其发展体现出以下一些方向：（1）大型与小型轮式装载机，在近年的发展过程中，受到客观条件及市场总需求量的限制。竞争最为激烈的中型装载机更新速度将越来越快。（2）各生产厂家根据实际情况，重新进行总体设计，优化各项性能指标，强化结构件的强度与刚度，以使整机可靠性得到提高。（3）优化系统结构，提高系统性能。（4）利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，提高效率，节约能源，降低装载机作业成本。（5）提高安全性与舒适性。（6）降低噪声排放，强化环保指标。 第二章 轮式装载机的构造与工作原理2.1 轮式装载机的总体结构与特点轮式装载机是由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统与工作装置等构成。下图是轮式装载机结构简图。1-铲斗；2-摇臂；3-动臂；4-转斗油缸；5-前车架；6-动臂油缸；7-驾驶室；8-变矩器；9-发动机；10-水箱；11-配重；12-后桥；13-后车架；14-变速箱；15-前桥；16-连杆 图2-1 轮式装载机构成轮式装载机的动力是柴油机发动机，大多数采用液力变矩器，动力换档变速箱的液力机械传动形式（小型装载机有的采用液压传动或机械传动），液压操纵、铰接式车体转向、双桥驱动、宽基低压轮胎，工作装置多采用反转连杆机构。2.2轮式装载机的工作原理 轮式装载机是以柴油发动机为动力源，以轮胎行走机构产生推力(或牵引力)，由工作装置来完成土石方工程的铲挖、装载、卸载及运输作业的一种工程施工机械。以常用的轮式装载机为例(见图2-1所示)，其工作过程是发动机9的动力经变矩器传给传给变速器14，再由变速箱14经过前后传动轴分别传给前后桥15、12以驱动车轮转动，使装载机工作装置接近并插入料堆。工作装置动臂的一端铰接在车架上，一端铰接着铲斗，利用转斗油缸4通过摇臂2与连杆16可使铲斗翻转，利用动臂油缸可使动臂绕上铰接点旋转，以举升、放下铲斗，完成装载作业。2.3轮式装载机工作装置及液压系统轮式装载机工作装置如图2-2所示。它是由铲斗、动臂、摇臂、连杆、转斗油缸与动臂油缸构成。 1-转斗油缸；2-摇臂；3-动臂；4-铲斗；5-斗齿；6-动臂油缸 图2-2轮式装载机的工作装置工作装置液压系统原理见图2-3所示。 1-转斗油缸；2-动臂油缸；3-转斗油缸腔；4-转斗油缸腔； 5-分配阀；6-工作液压泵；7-测压点 图2-3 工作装置液压图2.4轮式装载机的传动系统轮式装载机传动系统如图2-4所示。它是由变矩器、变速箱、传动轴、前后驱动桥、桥边减速器等构成。 1-发动机；2-液力变矩器；3-变速油泵；4-工作油泵；5-转向油泵；6-变速箱； 7-驻车制动；8-传动轴；9-驱动桥；10-轮边减速器；11-行车制动器；12-轮胎 图2-4 轮式装载机传动系统变矩器采用双涡轮液力机械式，变速箱采用行星式液压换挡。变速箱由箱体、行星齿轮式变速机构、液压动力换挡系统等。轮式装载机的驱动桥分为前桥与后桥，前桥的主动螺旋锥齿轮为左旋，后桥则为右旋。它是由壳体、主传动器、半轴、轮边减速器及轮胎轮辋等构成。主传动器是一级螺旋锥齿轮减速器，大部分用来增大传动系的扭矩与降低传动系的转速，并改变传递运动的方向。差速器是由两个锥形直齿半轴齿轮、十字轴及四个锥形直齿行星齿轮。左右差速器壳构成的行星齿轮传动副，它对左右车轮的不同转速起差速作用，并将主传动器的扭矩与运动传给半轴。左右半轴为全浮式，它将主传动器通过差速器传来的扭矩与运动传给轮边减速器。轮边减速器为一行星齿轮传动机构，内齿圈固定在轮边支承轴上，行星轮架与轮辋固定在一起传动，其运动是通过半轴、太阳轮而得到的。轮边减速器的任务是进一步增大传动系的扭矩与降低转速。 第三章 计算机辅助设计与仿真技术 3.1 计算机辅助设计(CAD) 计算机辅助设计(CAD)用计算机程序为物理原型创建二维或三维（2D或3D）图形表示。可以根据特定用途开发专业CAD软件。在电影、广告以及图形设计为成品的其它场合，广泛采用CAD来创建计算机动画与特殊效果。CAD还用于为各行各业设计物理产品，用软件来进行计算，为各种产品与工业设计应用确定最优形状与尺寸。在产品与工业设计中，CAD大部分用于为物理部件创建详细的三维实体或曲面模型或二维矢量图纸。不过，CAD还用于整个工程过程 从产品概念设计与布局以及装配强度与动态分析，一直到制造方法定义。因此，工程师能够交互、自动分析设计变型，为制造找到最优设计，同时尽量少用物理原型。CAD带来的收益CAD带来的收益包括：降低了产品开发成本、提高了生产力、提高了产品质量此外加快了新产品上市速度。用CAD系统来改善最终产品、子装配以及零部件的可视化，加快了设计过程。CAD软件提高了准确性，减少了误差。CAD系统使设计（包括几何与尺寸、物料清单等）文档化变得更容易、更稳定。通过CAD软件，很容易重用设计数据与最佳实践。3.1.1 CAD软件 下面是CAD软件应用列举： NX 是一个由完整的、全面集成的CAD/CAM/CAE应用软件构成的套件，涵盖产品设计、制造、仿真等所有开发过程。因此，公司可以捕捉与重用产品与过程知识，鼓励使用最佳实践。Solid Edge 是一个二维/三维混合CAD系统，使用同步建模技术，加快了设计与变更速度，提高了导入重用率。虽然产品设计越来越复杂，但是通过零件与装配建模、制图、透明数据管理以及嵌入有限元分析（FEA）功能，Solid Edge使这一复杂性得到了缓与。CAD软件开发人员把下列软件组件用作其应用软件的基础：Parasolid 是三维几何建模组件软件，使Parasolid产品用户能够对复杂零件与装配进行建模，此外是数百种不同CAD、CAM与CAE应用软件的几何引擎。D-Cubed Components 是六个软件库，软件开发人员可以通过许可将其集成到自己的产品中。这些软件库的功能包括：参数草图绘制、零件与装配设计、运动仿真、冲突检测、间隙测量以及隐藏线可视化。3.2仿真技术计算机仿真是基于所建立的系统仿真模型，利用计算机对系统进行分析与研究的方法。1.模型的定义模型是对现实系统有关结构信息与行为的某种形式的描述，是对系统的特征与变化规律的一种定量抽象，是人们认识事物的一种手段或工具。2.模型的分类（1）物理模型指不以人的意志为转移的客观存在的实体，如：飞行器研制中的飞行模型；船舶制造中的船舶模型等。（2）数学模型是从一定的功能或结构上进行相似，用数学的方法来再现原型的功能或结构特征。 （3）仿真模型指根据系统的数学模型，用仿真语言转化为计算机可以实施的模型。3.2.1仿真技术在工程中的应用1、航空与航天工业飞行器设计中的三级仿真体系：纯数学模拟（软件）、半实物模拟、实物模拟或模拟飞行实验。飞行员及宇航员训练用飞行仿真模拟器。2、电力工业电力系统动态模型实验：电力系统负荷分配、瞬态稳定性以及最优潮流控制等。电站操作人员培训模拟系统。3、原子能工业模拟核反应堆核电站仿真器用来训练操作人员以及研究异常故障的排除处理。4、石油、化工及冶金工业5、非工程领域医学社会学宏观经济与商业策略的研究3.2.2仿真分类1.模拟仿真：采用数学模型，在模拟计算机上进行的实验研究。（50年代）描述连续物理系统的动态过程比较自然、逼真，具有仿真速度快、失真小、结果可靠的优点，但受元器件性能影响，仿真精度较低，对计算机控制系统的仿真较困难，自动化程度低。模拟计算机的核心是运算部分，它由我们熟知的“模拟运算放大器”为大部分部件所构成。2.数字仿真：采用数学模型，在数字计算机上借助于数值计算方法所进行的仿真实验。（60年代）计算与仿真的精度较高。理论上计算机的字长可以根据精度要求来“随意”设计，因此其仿真精度可以是无限，但是由于受到误差积累、仿真时间等因素影响，其精度也不易定得太高。对计算机控制系统的仿真比较方便。仿真实验的自动化程度较高，可方便地实现显示、打印等功能。计算速度比较低，在一定程度上影响到仿真结果的可信度。但随着计算机技术的发展，“速度问题”会在不同程度上有所改进与提高。数字仿真没有专用的仿真软件支持，需要设计人员用高级程序语言编写求解系统模型及结果输出的程序。3.混合仿真：结合了模拟仿真与数字仿真。4.现代计算机仿真：采用先进的微型计算机，基于专用的仿真软件、仿真语言来实现，其数值计算功能强大，使用方便，易学。（80年代以来） 第四章 应用MATLAB来求解点的位置 4.1 MATLAB求点位置求的过程 分别编写CRANK.M、DYLPT.M、FOURBAR.M的代码，输入MATLAB M文件窗口，如下面三张截图所示。 输出文件文件窗口，如下面截图所示：4.1.1装载机分解其中一块四杆机构进行分析： 图4-1四杆机构从这类机构中，就可以分析出如图所示的RRR级组。第一种级组是由三个转动副A、B、C和两个构件、组合而成，故称为RRR级组。机在研究构运动时，往往把运动副看成一个点。基本组中的运动副B即为RRR级组的内点，运动副A、C即为外点。外点可分别与其它杆组的构件i和j相连接，或者其中之一与机架相铰接。一般情况下，AB和BC的长度以及点A、C的运动参数都是给定的，要求做级组的运动分析，也就是对杆AB及BC和点B进行位置、速度和加速度的计算。位置分析：对于RRR级组来说，只要点B确定后，基本组的位置便可以全部确定，所以点B应为我们的研究点。从原点出发沿两个途径都可以至B点，显然，内点B的位置矢量 其投影式为 或写成 其中 及分别为及的位置角。为了求解，可将式上式中的两个方程分别平方再相加，然后整理改写成三角函数方程式 式中 由三角学知 将式（3-5）代入式（3-4），整理后得 这是以为未知数的一元二次方程式，可以解得的两个根，从而可得的两个可能值。 在计算机程序中，为了正确选择计算值得公式，可利用级组的初始形式参数M。将点A作为右手直角坐标系的原点，置位置矢量于该坐标系单位矢量的正方向，如图3-2所示。 如果的矢分量为正，则,选用式（3-7）计算。反之，则取，选用式（3-8）计算。通常，RRR级组在机构整个运动过程中，如果内点B在外点A和C连线的某一侧，它永远就在该侧，不会从一侧转移到另一侧去。如果在机构运动过程中，发生B点从的一侧转移到另一侧，则说明机构本身含有不定因素。这样，作为机构来说是有缺陷的，一般不宜使用，或者采取措施后再用。因而，我们可以无需顾虑地运用上述机构初始位置形式参数的方法来确定角的计算公式。 至于构件上的角位置的求解，当然也可以仿用上述方法。但为计算方便起见，可先求出点的坐标 然后，再按三角关系 算出。应该注意，转角和均选取自轴逆时针量算为正。为了不使计算机做无谓的计算，浪费机时，先要检查机构是否满足装配条件。对于RRR级组来说，它的装配条件为 则和不能装配成级组。显然，此时就没有必要往下计算。由式（3-12）中不难看出，在检查机构的装配条件以前，要预先计算出外点A和C的距离 4.2 数据文件的处理（1） 数据文件编写。（附件）（2）利用转换编码。Private Sub Command1_Click() Dim txt As String Open d:F.TXT For Input As #1 Do While Not EOF(1) Line Input #1, txt MsgBox txt Loop Close #1End Sub 结 论本论文应用矩阵法（MATLAB中)对常见的四杆机构与平面连杆机构基本杆件进行建立模型，我使用了AUTOCAD中VB6.0建立了四杆机构与位移，速度，加速度的处理模块。开发了平面连杆机构运动分析的计算机辅助分析及仿真系统，该系统能实现机构分析数值计算，机构运动线图自动绘制和机构运动仿真等，并具有较强的通用性，其良好的接口、良好的容错性，使其体现出实用性强、操作方便，且运算速度快、计算精度高的显著优势。采用该平面机构分析系统，可迅速准确计算出任意级平面机构在一个运动循环内任一构件任一瞬间的运动参数，而手工计算相当麻烦，有的甚至是相似的，所以，在应用MATLAB 求解处理数据的时候便方便一些，因为其中有对应的函数，我们主需要输入相应的代码即可求出各点的点坐标。而且该系统能自动绘制反映平面机构运动特有的运动曲线图，可用来评价机构的运动和动力性能，该系统绘制的平面机构运动仿真图，可形象直观的确定机构所占的运动空间以及有无干涉。在编程之前先要判断此机构的类型，我们可用高等教育出版社出版的机械原理第七版中第三章平面连杆机构及设计相关的解法思路以及公式亦或湖南大学出版社出版的机构设计学中第二章相应的计算公式计算出所要求的参数，此外机械工业出版社出版的连杆机构的计算机辅助设计中相关的连杆机构及设计相关的解法思路以及公式代码，贯通这些书籍的思路想法思路，然后把所求出的结果与编程所得的结果一一对照，这样看看是否一致，如果一致那么也就是表示编程正确的，万一不一致，那么要找原因，我们要学会一边调试程序一边修改，也就是说调试程序对于程序的设计是否达到要求，这是非常重要的，其中调试程序便可以看到整个程序执行的过程，这是我们找出编程错误的一条最好的途径，在编程的一系列过程中要有耐心和细心，不能马马虎虎的，我们一定要注意每一个字母与每一个符号是不是输入错误。最后一点就是，这篇论文一定有不足之处，还恳请老师、同学们不吝指正。 致 谢 在本次论文设计过程中，感谢我的学校南京林业大学，给了我学习拼搏的机会，在学习中，王兆伍老师，从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了我细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，王老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风与大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野与敏锐的思维给了我深深的启迪。这篇论文是在老师的精心指导与大力支持下才完成的。“明师之恩，诚为过于天地，重于父母”，对王老师的感激之情我无法用语言来表达，在此向王老师致以最崇高的敬意与最真诚的谢意！感谢所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力与信心完成这篇论文。感恩之余，诚恳地请各位老师对我的论文多加批评指正，使我及时完善论文的不足之处。谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢。 南方学院 机械设计制造及其自动化 张世祥 2014.5.24参考文献1 许尚贤编著. 机械零部件现代设计方法(M).高等教育出版社，1994.03，第1版2 杨雄飞主编. 计算机辅助设计(M).机械工业出版社，2000.05，第1版3 徐灏主编. 机械设计手册(M). 机械工业出版社，1991.09，第1版4 5 濮良贵 纪名刚主编. 机械设计(M). 高等教育出版社，2001.06，第7版6 龚桂义主编. 机械设计课程设计图册(M). 高等教育出版社，1989.05，第3版 7 邱宣怀等. 机械设计(M). 北京:高等教育出版社, 1997.7,第4版8 何正忠.装载机M，冶金工业出版社, 1999.1 9 Joseph E. Shigley, Charles R. Mischke. Mechanical Engineering Design (M). McGraw-Hill Companies, Inc. 200110 郑文纬,吴克坚. 机械原理(M). 北京:高等教育出版社, 1997.7,第7版11 郑健荣编著. ADAMS虚拟样机技术入门与提高.机械工业出版社.2002.112 Homer D. Eckhardt. Kinematic Design of Machines and Mechanisms(M). McGraw-Hill Companies, Inc. 199813 王国强，张进平，马若相编. 虚拟样机技术及其在ADAMS上的实践. 机械工业出版社.2002.314 谭丙煜.怎样撰写科学论文M.2版.沈阳：辽宁人民出版社，1982：5-6. - 19 -