机械原理（朱龙英 西电版）第12章 计算机辅助机构设计与分析

第12章计算机辅助机构设计与分析12.1计算机辅助机构设计与分析的特点及分类12.2平面连杆机构的计算机辅助设计12.3平面连杆机构的运动分析和仿真12.4凸轮机构的计算机辅助设计12.1计算机辅助机构设计与分析的特点及分类机构的设计与分析过程较为复杂。在前面的章节中介绍了机构设计与分析的图解法和解析法。用图解法对机构进行分析，只能分析一个位置，假设要求对机构多个位置，如对应原动件360个不同位置进行全面的运动分析，其作图量非常大。随着工程上对机构设计和分析的精度要求越来越高，图解法作图精度有时难以保证。解析法的优点是精度高，但计算工作量大，在早期曾一度限制了它的应用。近几十年来，随着计算机科学的开展，机构设计与分析的解析法与计算机科学相结合，形成了一门新的机构学分支，这就是机构的计算机辅助设计与分析。近年来，机构的计算机辅助设计与分析的研究趋势主要有：〔1)将机构的设计与分析作为计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)的研究根底。〔2)研究包括间隙、构件的变形、摩擦与阻力、振动等复杂问题的分析与设计，以及机构的优化设计等。〔3)利用计算机的绘图功能显示和模拟机构的运动。〔4)为缺乏经验的设计者开发计算机辅助设计形式的综合方法，其中包括专家系统和人工智能方法。〔5)快速开展适用于微型计算机机构分析与设计的软件。机构的计算机辅助分析与设计，其主要优点是：〔1)计算机的快速计算能力提高了分析与设计的效率和时间。〔2)计算机计算精度高和优化设计方法的采用，提高了分析与设计的质量。〔3)机构的计算机辅助设计与分析作为计算机辅助设计与制造的一局部，可以直接利用数据库中的数据，并可将分析与设计的结果送入数据库，便于集成化的生产和管理。由于具有上述这些优点，机构的计算机辅助设计与分析的应用已渐成趋势。用计算机对机构进行设计与分析，最终要通过计算机软件来完成。由于机构设计与分析的内容和方法很多，因此编制的程序也不一样。目前利用计算机进行分析与设计的方法大致可分为三类：一类是针对具体的机构，用解析法推导出所有的计算公式，然后按公式编制相应的程序进行计算，如凸轮机构、连杆机构、间歇运动机构等一些特殊机构的设计与分析就属于此类方法；第二类是预先编制通用子程序，然后对机构进行分析时再调用相应的子程序进行相应的计算，如平面连杆〔多杆〕机构的运动和动力分析就属于这类方法；第三类是利用二维或三维造型软件进行参数化设计与分析，如Pro/E、UG、Adams等软件。当然，这里的分类只是为了说明方便，并不是绝对的。12.2平面连杆机构的计算机辅助设计

平面连杆机构的计算机辅助设计，一般是采用解析法设计的理论和所建立的设计公式，利用计算机求解，以得到设计结果。现以最常见的平面四杆机构的设计为例，介绍机构的计算机辅助设计的思路、过程和方法。常见的平面四杆机构的设计有三种类型：按给定的连杆位置设计四杆机构、按两连架杆对应位置设计四杆机构和按给定行程速比系数设计四杆机构。这里介绍按给定行程速比系数设计平面四杆机构的方法。如图12-1所示的曲柄摇杆机构，设给定行程速比系数K、摇杆的最大摆角ψ、摇杆的长度c和许用压力角［α］〔或最小传动角〕，要求综合该四杆机构。1．建立数学模型首先由(12-1)求出极位夹角θ。由图解法知，以c和ψ作等腰三角形C1DC2，以C1C2为弦作圆周角为θ的圆，那么该圆即为曲柄回转中心A所在的圆η，如图12-2所示。图12-1曲柄摇杆机构图12-2曲柄摇杆机构的几何关系该圆的圆心在摇杆最大摆角ψ的等分线上。再由给定的许用压力角［α］，可分几种情况确定固定铰链A在η圆上的位置，最后求出曲柄、连杆和机架的长a、b和d。在△AC1C2中，lC1C2=2csin，lAC1=b－a,lAC2=a+b，应用正弦定理得

所以有(12-3)(12-2)可见，假设能求出∠AC1C2和∠C1C2A，便可求出曲柄和连杆长a、b，然后在△AC1C2和△AC2D中应用余弦定理求出机架长d。1〕当θ=ψ时如图12-2(a)所示，当θ=ψ时，两极限位置连杆和摇杆的夹角δ1和δ2均为AD所对圆周角，所以δ1=δ2=90°－［α］，故在△AC2D中应用余弦定理求得机架长度为(12-4)2〕当θ<ψ时如图12-2(b)所示，延长C1D和C2D，与圆η分别交于E1和E2，因为δ2所对应的弧小于δ1所对应的弧，所以δ2<δ1。从满足许用压力角要求的角度，应按δ2=90°－［α］综合曲柄摇杆机构。那么有在△AC2D中应用余弦定理求得机架长度为(12-5)3〕当θ>ψ时如图12-2(c)所示，可见δ1<δ2，从满足许用压力角要求的角度，应按δ1＝90°－［α］综合曲柄摇杆机构。那么有在△AC1D中应用余弦定理求得机架长度为(12-6)用该方法综合曲柄摇杆机构时，在工作行程角j1范围内的压力角总是小于许用压力角［α］。因为当曲柄与机架重叠共线时，δ=90°－［α］=δmin，故在空回行程j2角范围内，压力角将稍大于［α］，但因空行程受力较小，故压力角稍大于［α］，对机构性能影响不大。2．计算机辅助机构设计随着计算机的开展，计算机语言也从最低级的机器语言向高级语言开展，如今已是名目繁多，难以胜数了。对于初学者，一般常用的高级语言有Basic、C、Java、Fortran、Delphi等等，这里以VisualBasic为例，介绍程序设计方法。1)界面设计在界面设计时，主要是采用人机对话的方式进行的，利用VB6.0来编制设计用户界面，创立用户对话框，设置相应的窗体。设计用户界面时，应做到界面直观、友好、美观，每一窗体控件布置合理。在机构设计中，需要进行图形显示、打印、存储等工作，因此界面设计中应将设计数据结果与图形处理有机结合，使界面能提供图文并茂的设计过程和设计结果，保证人机交互信息的顺畅流动，使设计者操作方便，直观易学。如图12-3所示为曲柄摇杆机构设计的主界面。界面中主要有“参数〞、“计算结果〞、“结构模型及动态演示〞和“运行与刷新〞四个区域。点击“结构模型〞选项卡，可了解到各变量的含义，输入机构的参数，点击“运行〞按钮，程序将进行有关运算，运行后在“计算结果〞控件组中显示机构设计的结果参数。点击“动态演示〞选项卡，那么可在“Picture〞控件中仿真机构运动情况，如图12-4所示。图12-3曲柄摇杆机构设计结构模型界面图12-4曲柄摇杆机构运动仿真

2)程序设计变量定义：

ConstpiAsDouble=3.1415926

ConstrrAsDouble=pi/180

PublicaAsDouble

PublicbAsDouble

PubliccAsDouble

PublicdAsDouble

PublickAsDouble

PublicthtAsDouble

Publictht1AsDouble

Publictht2AsDouble

PubliceAsDouble运行按钮主程序：

PrivateSubCommand1-Click()

k=Val(Text1.Text)

c=Val(Text2.Text)

tht=Val(Text3.Text)

e=Val(Text4.Text)

IfText1.Text=""OrText2.Text=""OrText3.Text=""OrText4.Text=""Then

Beep

MsgBox"请完全输入数据！",48,"提示！"

ExitSub

EndIf

r=180*(k-1)/(k+1)

Ifr=thtThen

tht1=e-(tht/2)

tht2=180-(e+(tht/2))a=c*Sin(tht/2*rr)/Sin(r*rr)*(Sin(tht2*rr)-Sin(tht1*rr))

b=c*Sin(tht/2*rr)/Sin(r*rr)*(Sin(tht2*rr)+Sin(tht1*rr))

d=Sqr((a+b)^2+c^2-2*c*(a+b)*Sin(e*rr))

ElseIfr<thtThen

tht1=e-(tht/2)

tht2=180-(r+e-(tht/2))

a=(c*Sin(tht/2*rr)/Sin(r*rr)*(Sin(tht2*rr)-Sin(tht1*rr)))

b=(c*Sin(tht/2*rr)/Sin(r*rr)*(Sin(tht2*rr)+Sin(tht1*rr)))

d=Sqr((a+b)^2+c^2-2*c*(a+b)*Sin(e*rr))

ElseIfr>thtThen

tht1=e+(tht/2)-r

tht2=180-(e+(tht/2))

a=(c*Sin(tht/2*rr)/Sin(r*rr)*(Sin(tht2*rr)-Sin(tht1*rr)))

b=(c*Sin(tht/2*rr)/Sin(r*rr)*(Sin(tht2*rr)+Sin(tht1*rr)))

d=Sqr((b-a)^2+c^2-2*c*(b-a)*Sin(e*rr))

EndIf

Text5.Text=a

Text6.Text=b

Text7.Text=c

Text8.Text=d

Text9.Text=Text1.Text

Text10.Text=Text3.Text

Text11.Text=r

Text12.Text=Text4.Text

EndSub刷新按钮主程序：

PrivateSubCommand2-Click()

Text1.Text=""

Text2.Text=""

Text3.Text=""

Text4.Text=""

Text5.Text=""

Text6.Text=""

Text7.Text=""

Text8.Text=""

Text9.Text=""

Text10.Text=""

Text11.Text=""

Text12.Text=""

EndSub机构运动仿真程序：

PrivateSubForm-Load()

Line1.Visible=True

Line2.Visible=False

Label24.ForeColor=vbBlack

Label25.ForeColor=vbRed

Picture1.Visible=True

ShockwaveFlash1.Visible=False

ShockwaveFlash1.Movie=(App.Path&"＼movice＼摇杆机构.swf")

EndSub返回按钮程序：

PrivateSubLabel23-Click()

UnloadMe

Form2.Show

EndSub

12.3平面连杆机构的运动分析和仿真利用计算机对机构进行运动分析时，其步骤一般是：首先利用解析法对机构进行位置分析、速度分析和加速度分析，得到相应的数学模型；然后根据数学模型设计、编制计算机求解程序，上机调试程序，从而得到分析的数据结果并输出结果。现以最常见的铰链四杆机构为例，介绍机构计算机辅助运动分析的方法。1.建立数学模型如图12-5所示的铰链四杆机构，机构各构件尺寸L1、L2、L3、L4，原动件1的转角为j1，等角速度为ω1。图12-5曲柄摇杆机构利用解析法进行位置分析、速度分析和加速度分析的过程和方法详见第3章，这里不再赘述。2.计算机辅助机构运动分析1〕界面设计图12-6所示为铰链四杆机构运动分析的界面。界面中有“结构模型〞、“数据显示〞、“运动线图〞和“运动仿真〞四个选项卡。使用者首先在“结构模型〞选项卡中了解到各变量的含义，输入机构的参数，选择曲柄的转向和机构装配方式等，然后点击“显示〞按钮，程序进行有关运算，铰链四杆机构的类型和机构在某一位置的运动参数就会分别在“系统信息〞和“输出数据〞控件组中显示出来。如图12-7所示，点击“数据显示〞选项卡，就会在“Picture〞控件中显示机构在一个循环中不同位置时从动件3的位移、速度和加速度数据。如图12-8所示，点击“运动线图〞选项卡，那么可在“Picture〞控件中显示机构在一个循环中不同位置时从动件3的位移、速度和加速度的运动曲线。如图12-9所示，点击“运动仿真〞选项卡和演示控件，那么可在“Picture〞控件中显示仿真机构的运动情况。图12-6铰链四杆机构运动分析界面图12-7机构运动分析数据显示图12-8从动件运动线图图12-9机构运动仿真

2)运动分析程序设计变量定义程序：

Dimm1AsInteger

DimjduAsInteger

DimBZAsInteger

Dimjw1(0To360),jw2(0To360),jw3(0To360)

Dimjs1(0To360),js2(0To360),js3(0To360)

Dimjj1(0To360),jj2(0To360),jj3(0To360)

DimbzhiAsInteger

时间显示程序：

PrivateSubclockwise-Click()

m=－1

EndSub

数据显示选项卡程序：

PrivateSubCommand5-Click()

ListView1.Visible=False

Picture2.Visible=False

Picture3.Visible=False

Picture1.Visible=True

Command5.Caption="数据显示"

EndSub

数据导出程序：

PrivateSubCommand6-Click()

IfCommand6.Caption="导出数据"Then

Setexl=NewExcel.Application

exl.Visible=True

exl.SheetsInNewWorkbook=1

exl.ActiveSheet.Rows.HorizontalAlignment=xlVAlignCenter'水平居中

exl.ActiveSheet.Rows.VerticalAlignment=xlVAlignCenter'垂直居中

Withexl.ActiveSheet

Cells(1,1).Value="Φ1/(°)"

Cells(1,2).Value="Φ3/(°)"

Cells(1,3).Value="ω3/(rad/s)"

Cells(1,4).Value="α3/(rad/s^2)"

Dimii

Forii=0To360

Cells(ii+2,1).Value=ii

Cells(ii+2,

2).Value=Mid$(Str$(jw3(ii)*180/3.1415926),2,5)

Cells(ii+2,3).Value=Mid$(Str$(js3(ii)),1,5)

Cells(ii+2,4).Value=Mid$(Str$(jj3(ii)),1,5)

Nextii

EndWith

exl.ActiveSheet.PageSetup.Orientation=xlPortrait'xlLandscape

=xlPaperA4

exl.DisplayAlerts=False

exl.DisplayAlerts=True

Setexl=Nothing

EndIf

IfCommand6.Caption="数据显示"Then

ListView1.Visible=True

Picture1.Visible=False

Picture2.Visible=False

Picture3.Visible=False

IfCommand1.Caption="运行"Then

Beep

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="请先点击|运行|..."

Else:Command6.Caption="导出数据"

EndIf

EndIf

EndSub

显示按钮程序：

PrivateSubCommand7-Click()

Picture2.Visible=True

ListView1.Visible=False

Picture1.Visible=False

Picture3.Visible=False

Command6.Caption="数据显示"

IfCommand1.Caption="运行"Then

Beep

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="请先点击|运行|..."

EndIf

EndSub演示按钮程序：

PrivateSubCommand8-Click()

Picture3.Visible=True

ListView1.Visible=False

Picture1.Visible=False

Picture2.Visible=False

Command6.Caption="数据显示"

IfCommand1.Caption="运行"Then

Beep

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="请先点击|运行|..."

EndIf

EndSub去除按钮程序：PrivateSubCommand9-Click()BeepTxt1.Text=""Txt2.Text=""Txt3.Text=""Txt4.Text=""Txt5.Text=""Txt6.Text=""Text1.Text=""

Text2.Text=""

Text3.Text=""

Text4.Text=""

Text5.Text=""

Text6.Text=""

Command6.Caption="数据显示"

Picture2.Cls

Picture3.Cls

Picture3.Enabled=Trueclockwise.Value=Falseunclock.Value=FalseCombo1.Text=请选择Label9.Caption=“欢送使用SP平面杆机构分析系统〞IfCommand1.Caption="显示"ThenCommand1.Caption="运行"EndIf

IfCommand1.Caption="演示"Then

Command1.Caption="运行"

EndIf

IfCommand2.Caption="暂停"Then

Command1.Caption="演示"

EndIf

EndSub

PrivateSubunclock-Click()

m=1

EndSub参数计算子程序：

PrivateSubCommand1-Click()

Label1.ForeColor=&H8000000E

Label2.ForeColor=&H8000000E

Label3.ForeColor=&H8000000E

Label4.ForeColor=&H8000000E

Label5.ForeColor=&H8000000E

Label6.ForeColor=&H8000000E

Label7.ForeColor=&H8000000E

Label8.ForeColor=&H8000000E

Label9.ForeColor=&H8000000E

Label9.Caption="数据处理中...请稍后..."

Diml(4)

Dimφ(3),φ1(3),φ2(3)

Dimpfpu(2,2),pfpv(2,1),pfpu1(2,2)

Dimdpfpu(2,2),dpfpv(2,1)

Dimi,j,nAsInteger

Dimj1,j3,jw11AsSingle

rj=180/3.1415926

bzhi=1

l(1)=Val(Txt1.Text)

l(2)=Val(Txt2.Text)

l(3)=Val(Txt3.Text)

l(4)=Val(Txt4.Text)

n=Val(Txt5.Text)

jw11=Val(Txt6.Text)

jdu=jw11

IfTxt1.Text=""OrTxt2.Text=""OrTxt3.Text=""OrTxt4.Text=""Then

Beep

Label1.ForeColor=&HFFFF&

Label2.ForeColor=&HFFFF&

Label3.ForeColor=&HFFFF&

Label4.ForeColor=&HFFFF&

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="长度数据输入不完全...请检查后重试..."

bzhi=0

ExitSub

EndIf

IfTxt5.Text=""OrTxt6.Text=""Then

Beep

Label5.ForeColor=&HFFFF&

Label6.ForeColor=&HFFFF&

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="曲柄参数输入不完全...请检查后重试..."

bzhi=0

ExitSub

EndIf

IfCombo1.Text=""Then

Beep

Label7.ForeColor=&HFFFF&

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="转向系数未选择...请检查后重试..."

ExitSub

EndIf

Rem确定BCD的方向

IfCombo1.Text="逆时针"Thenm1=1

IfCombo1.Text="顺时针"Thenm1=0

Ifclockwise.Value=FalseAndunclock.Value=FalseThen

Beep

Label8.ForeColor=&HFFFF&

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="铰链BCD未选择...请检查后重试..."

bzhi=0

ExitSub

EndIf

Rem定义M的值

Ifclockwise.Value=TrueThenm=-1

Ifunclock.Value=TrueThenm=1

Rem判别机构的类型

Dimmax,min,sAsSingle

max=l(1)

min=l(1)

Fori=2To4

Ifl(i)>maxThenmax=l(i)

Ifl(i)<minThenmin=l(i)

Nexti

Fori=1To4

s=s+l(i)

Nexti

Ifmax>s-maxThen

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="机构无法装配...请重新输入数据..."

bzhi=0

ExitSub

EndIf

s=s-max-min

Dima,DAsInteger

DimmmAsInteger

mm=360

If(max+min)>sThen

Label9.ForeColor=&H8000000E

Label9.Caption="该机构为:双摇杆机构...^-^..."

BZ=2

Callacmax(l(),a1min,a1max)Ifjw11>a1minAndjw11<a1maxThen

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="曲柄转角有误...请重新输入..."

bzhi=0

Txt6.Text=""

ExitSub

Else

Fori=0Toa1min

Callwwww(i,a1min,rh,l(),m,n,pi,jw2(),jw3(),js2(),js3(),jj2(),jj3())Nexti

Fori=a1maxTo360

Callwwww(i,mm,rh,l(),m,n,pi,jw2(),jw3(),js2(),js3(),jj2(),jj3())

Nexti

EndIf

ElseIf(max+min)<=sAndl(2)=minThen

Label9.ForeColor=&H8000000E

Label9.Caption="该机构为:双摇杆机构...^-^..."

BZ=2

a=(l(1)^2+l(4)^2-(l(2)+l(3)^2)/(2*l(1)*l(4)))

D=((-l(3)^2+l(4)^2+(l(2)+l(1))^2)/(2*(l(1)+l(2))*l(4)))

a1max=Atn(Sqr(1-((l(1)^2+l(4)^2-(l(2)+l(3))^2)/(2*l(1)*l(4)))^2)/((l(1)^2+1(4)^2-(l(2)+l(3))^2)/(2*l(1)*l(4))))*rj

a1min=Atn(Sqr(1-((-l(3)^2+l(4)^2+(l(2)+l(1))^2)/(2*(l(1)+l(2))*l(4)))^2)/((-l(3)^2+l(4)^2+(l(2)+l(1))^2)/(2*(l(1)+l(2))*l(4))))*rjIfa1max<0Thena1max=a1max+180

Ifa1min<0Thena1min=a1min+180

Ifjw11<a1minOrjw11>a1maxThen

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="曲柄转角有误...请重新输入..."

bzhi=0

Txt6.Text=""

ExitSub

Else

Forj=Int(a1min+1)ToInt(a1max)

Callwwww(j,a1max,rh,l(),m,n,pi,jw2(),jw3(),js2(),js3(),jj2(),jj3())

Nextj

EndIf

ElseIf(max+min)<=sAndl(4)=minThen

Label9.ForeColor=&H8000000E

Label9.Caption="该机构为:双曲柄机构...^-^..."

a1max=360:a1min=0

Fori=0To360

Callwwww(i,mm,rh,l(),m,n,pi,jw2(),jw3(),js2(),js3(),jj2(),jj3())

Nexti

ElseIfl(1)=minThen

Label9.ForeColor=&H8000000E

Label9.Caption="该机构为:曲柄摇杆机构...^-^..."

a1max=360:a1min=0

Fori=0To360

Callwwww(i,mm,rh,l(),m,n,pi,jw2(),jw3(),js2(),js3(),jj2(),jj3())

Nexti

Else′摇杆为原动件时

Label9.ForeColor=&H8000000E

Label9.Caption="该机构为:双摇杆机构...^-^..."

BZ=1

a=((l(1)^2+l(4)^2-(l(2)+l(3))^2)/(2*l(1)*l(4)))

D=(l(1)^2+l(4)^2-(l(2)-l(3))^2)/(2*l(1)*l(4))

a1max=[ZK(]Atn(Sqr(1-((l(1)^2+l(4)^2-(l(2)+l(3))^2)/(2*l(1)*l(4)))^2)/((l(1)^2+l(4)^2-(l(2)+l(3))^2)/(2*l(1)*l(4))))*rja1min=Atn(Sqr(1-D^2)/D)*rj

Ifa1max<=0Thena1max=a1max+180

Ifa1min<0Thena1min=a1min+180

Ifjw11<a1minOrjw11>a1maxThen

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="曲柄转角有误...请重新输入..."

bzhi=0

Txt6.Text="“

ExitSub

Else

Forj=Int(a1min+1)ToInt(a1max-1)

Callwwww(j,a1max,rh,l(),m,n,pi,jw2(),jw3(),js2(),js3(),jj2(),jj3())

Nextj

EndIf

EndIf

jdu=jw11

Rem减少数值的有效位数由文本框显示

Text1.Text=Mid$(Str$(jw2(jdu)*rj),2,5)

Text2.Text=Mid$(Str$(jw3(jdu)*rj),2,5)

Text3.Text=Mid$(Str$(js2(jdu)),1,5)

Text4.Text=Mid$(Str$(js3(jdu)),1,5)

Text5.Text=Mid$(Str$(jj2(jdu)),1,5)

Text6.Text=Mid$(Str$(jj3(jdu)),1,5)

Rem由listview显示运算结果

Fori=0To360

Setitemx=ListView1.ListItems.Add(,,CCur(i))

Withitemx

.SubItems(1)=Mid$(Str$(jw3(i)*rj),2,5)

.SubItems(2)=Mid$(Str$(js3(i)),1,5)

.SubItems(3)=Mid$(Str$(jj3(i)),1,5)

EndWith

Nexti

Rem调用模块绘制运动曲线及其静态图

Callddraw3(l(),jw3(),jdu,m,Picture3)

Callddraw2(jdu,rh,l(),m,n,jw3(),js3(),jj3(),Picture2)

jdu=jw11

Command1.Caption="显示"

EndSub

PrivateSubCommand2-Click()

Ifbzhi=1Then

IfTxt1.Text[ZK(]=""OrTxt2.Text=""OrTxt3.Text=""OrTxt4.Text=""OrTxt5.Text=""OrTxt6.Text=""OrCombo1.Text=""ThenLabel9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="数据输入不完全...请检查后重试..."

ElseIfii<0Orii>360Then

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="转角超出范围(0-360)...请检查后重试..."

ElseIfclockwise.Value=FalseAndunclock.Value=FalseThen

Label9.ForeColor=&HFF&

Label9.Caption="铰链ABCD顺序未选定...请检查后重试..."

ElseIfCommand2.Caption="演示"Then

Timer1.Enabled=True

IfBZ=2Then

Picture3.Cls

Label9.Caption="Sorry该机构无法演示完全,请重新输入数据：〔"EndIfCommand2.Caption="暂停"ElseTimer1.Enabled=FalseCommand2.Caption="演示"EndIfElseBeepLabel9.ForeColor=&HFF&Label9.Caption="请先点击|运行|..."ExitSub

EndIf

EndSub

PrivateSubCommand3-Click()

Fori=0To360

jw3(i)=0

js3(i)=0

jj3(i)=0

Nexti

UnloadMe

FX0.ShowEndSub

PrivateSubCommand4-Click()

about.Show

EndSub

PrivateSubForm-Load()

Framemax.Visible=False

Timer1.Interval=10

Combo1.AddItem"顺时针"

Combo1.AddItem"逆时针"

Timer1.Enabled=False

Combohelp.AddItem"系统信息"

Combohelp.AddItem"数据输入"

Combohelp.AddItem"数据显示"

Combohelp.AddItem"导出数据"

Combohelp.AddItem"运动线图"

Combohelp.AddItem"运动仿真"

EndSub帮助系统程序：PrivateSubCommandhelp-Click()

IfCombohelp.Text="请选择帮助项"Then

Labelhelp.Caption="请选择帮助项"

EndIf

IfCombohelp.Text="系统信息"Then

Labelhelp.Caption="系统信息主要包括系统提示,如系统数据输入不完全,机构类型等"

EndIf

IfCombohelp.Text="数据输入"Then

Labelhelp.Caption="输入的数据必须正确、完全,如果输入不完全,系统信息会提示具体数据输入,其中转角在0-360之间"

EndIf

IfCombohelp.Text="数据显示"Then

Labelhelp.Caption="在系统运行的条件下,点击′数据显示′按钮就可以显示所有数据,

此时′数据显示′按钮变成数据′导出数据′"

EndIf

IfCombohelp.Text="导出数据"Then

Labelhelp.Caption="在系统运行的条件下,点击′导出数据′按钮就可以把所有数据导出到EXCEL里进行编辑,处理"

EndIf

IfCombohelp.Text="运动线图"Then

Labelhelp.Caption="在系统运行的条件下,点击′运动线图′按钮,然后点击′显示′"

EndIf

IfCombohelp.Text="运动仿真"Then

Labelhelp.Caption=“在系统运行的条件下,点击′运动仿真′按钮,然后点击′显示′,那么显示静态结构,然后点击′演示′可以实现运动仿真,点击′暂停′按钮停止运动仿真"EndIfEndSub绘制运动线图主程序：PrivateSubPicture3-Click()Framemax.Visible=TrueEndSubPrivateSubPicturemax-Click()

Framemax.Visible=False

EndSub

PrivateSubTimer1-Timer()

Diml(4)

l(1)=Val(Txt1.Text):l(2)=Val(Txt2.Text)

l(3)=Val(Txt3.Text):l(4)=Val(Txt4.Text)

IfBZ=1Then

Ifm1=1Thenjdu=jdu+1

Ifm1=0Thenjdu=jdu-1

Callacmax(l(),a1min,a1max)

Ifjdu>=Int(a1max)Then

jdu=Int(a1max)

m1=0

ElseIfjdu<=Int(a1min)+1Then

jdu=Int(a1min)+1

m1=1

EndIf

Callddraw3(l(),jw3(),jdu,m,Picture3)

Callddrawmax(l(),jw3(),jdu,m,Picturemax)

ElseIfBZ=0Then

IfCombo1.Text="逆时针"Then

jdu=(jdu+1)Mod360

Callddraw3(l(),jw3(),jdu,m,Picture3)

Callddrawmax(l(),jw3(),jdu,m,Picturemax)

Else

DoWhile(jdu=0)

jdu=360

Loop

jdu=jdu-1

Callddraw3(l(),jw3(),jdu,m,Picture3)

Callddrawmax(l(),jw3(),jdu,m,Picturemax)

EndIf

Else

Ifm1=1Then

DoWhile(jdu=360)

jdu=0

Loop

jdu=jdu+1

Callddraw3(l(),jw3(),jdu,m,Picture3)

Callddrawmax(l(),jw3(),jdu,m,Picturemax)

Ifjdu=Int(a1min+1)Then

m1=0

EndIf

EndIf

Ifm1=0Then

DoWhile(jdu=0)

jdu=360

Loop

jdu=jdu-1

Callddraw3(l(),jw3(),jdu,m,Picture3)

Callddrawmax(l(),jw3(),jdu,m,Picturemax)

Ifjdu=Int(a1max)Then

m1=1

Callddraw3(l(),jw3(),jdu,m,Picture3)

Callddrawmax(l(),jw3(),jdu,m,Picturemax)

EndIf

EndIf

EndIf

EndSub

PrivateSubTimer2-Timer()

Label10.Caption=Now

EndSub

PrivateSubX-Click()

FX0.Show

UnloadMe

EndSub

Rem子程序设计Rem计算主动件的最大及其最小角PublicSubacmax(l(),amin,amax)

Dima,B,C,s

Dimaa3,ai3,i1

DimiAsSingle

Fori=0To360

i1=i*180/3.1415926

a=2*l(1)*l(3)*Sin(i1)

B=2*l(3)*(l(1)*Cos(i1)-l(4))

C=l(2)^2-l(1)^2-l(3)^2-l(4)^2+2*l(1)*l(4)*Cos(i1)s=a^2+B^2-C^2

Ifs<=0Thenai3=i-1:ExitFor

Nexti

Fori=360To0Step-1

i1=i*180/3.1415926

a=2*l(1)*l(3)*Sin(i1)

B=2*l(3)*(l(1)*Cos(i1)-l(4))

C=l(2)^2-l(1)^2-l(3)^2-l(4)^2+2*l(1)*l(4)*Cos(i1)

s=a^2+B^2-C^2

Ifs<=0Thenaa3=i+1:ExitFor

Nexti

amin=ai3

amax=aa3

EndSub

Rem计算从动件参数子程序PublicSubwwww(ii,max,rh,l(),m,n,pi,jw2(),jw3(),js2(),js3(),jj2(),jj3())

Dima,B,C,D,E,FAsSingle

Dimatn3,atn2AsSingle

Dimat1,at2,dat1,dat2,ddat1,ddat2AsSingleDimjw1(0To360)

Dimjs1(0To360)

Dimjj1(-360To360)

Dimφ(3),φ1(3),φ2(3)

Dimpfpu(2,2),pfpv(2,1),pfpu1(2,2)

Dimdpfpu(2,2),dpfpv(2,1)

Dimj1

Dimi,jAsInteger

pi=3.1415926

rh=pi/180

Ifii>maxThenExitSub

jw1(ii)=ii*rh:j1=jw1(ii)

a=2*l(1)*l(3)*Sin(j1)

B=2*l(3)*(l(1)*Cos(j1)-l(4))

C=l(2)^2-l(1)^2-l(3)^2-l(4)^2+2*l(1)*l(4)*Cos(j1)

D=2*l(1)*l(2)*Sin(j1)

E=2*l(2)*(l(1)*Cos(j1)-l(4))

F=l(1)^2+l(2)^2-l(3)^2+l(4)^2-2*l(1)*l(4)*Cos(j1)

atn2=Atn((D+m*(Sqr(D^2+E^2-F^2)))/(E-F))

atn3=Atn((a+m*(Sqr(a^2+B^2-C^2)))/(B-C))

Ifatn2<0Then

atn2=atn2+pi

EndIf

Ifatn3<0Then

atn3=atn3+pi

EndIf

jw2(ii)=2*atn2

jw3(ii)=2*atn3

Dimci(1To3),si(1To3)AsSingle

DimsAsSingle

Dimc4(2,2)AsSingle

Dimc1(2,1)AsSingle

(1)=jw1(ii)

(2)=jw2(ii)

(3)=jw3(ii)

Fori=1To3

ci(i)=l(i)*Cos(φ(i)):si(i)=l(i)*Sin(φ(i))

Nexti

pfpu(1,1)=-si(2):pfpu(1,2)=si(3)

pfpu(2,1)=ci(2):pfpu(2,2)=-ci(3)

pfpv(1,1)=-si(1):pfpv(2,1)=ci(1)

s=pfpu(1,1)*pfpu(2,2)-pfpu(1,2)*pfpu(2,1)c4(1,1)=pfpu(2,2):c4(1,2)=-pfpu(1,2)

c4(2,1)=-pfpu(2,1):c4(2,2)=pfpu(1,1)

Fori=1To2

Forj=1To2

pfpu1(i,j)=1/s*c4(i,j)

Nextj

pfpu1(1,1)=1/s*c4(1,1):pfpu1(1,2)=1/s*c4(1,2)

pfpu1(2,1)=1/s*c4(2,1):pfpu1(2,2)=1/s*c4(2,2)

Nexti

Fori=1To2

c1(i,1)=0

Nexti

Fori=1To2

Forj=1To2

c1(i,1)=c1(i,1)+(-pfpu1(i,j))*pfpv(j,1)

Nextj

Nexti

Fori=1To2

1(i+1)=0

Nexti

1(1)=pi*n/30

Fori=1To2

φ1(i+1)=φ1(i+1)+c1(i,1)*φ1(1)

js2(ii)=φ1(2):js3(ii)=φ1(3)

Nexti

Dimc2(2,1),c3(2,1)AsSingle

dpfpu(1,1)=-φ1(2)*ci(2)

dpfpu(1,2)=φ1(3)*ci(3)

dpfpu(2,1)=-φ1(2)*si(2)

dpfpu(2,2)=φ1(3)*si(3)

dpfpv(1,1)=-φ1(1)*ci(1)

dpfpv(2,1)=-φ1(1)*si(1)

Fori=1To2

c1(i,1)=0:c2(i,1)=0

Nexti

Fori=1To2

Forj=1To2

c1(i,1)=c1(i,1)+dpfpu(i,j)*φ1(j+1)

Nextj

c2(i,1)=c2(i,1)+dpfpv(i,1)*φ1(1)

Nexti

Fori=1To2

c3(i,1)=c1(i,1)+c2(i,1)

Nexti

Fori=1To2

2(i+1)=0

Nexti

Fori=1To2

Forj=1To2

φ2(i+1)=φ2(i+1)+(-pfpu1(i,j))*c3(j,1)

jj2(ii)=φ2(2):jj3(ii)=φ2(3)

Nextj

Nexti

EndSub

Rem绘制从动件运动线图子程序PublicSubddraw2(ii,rh,l(),m,n,jw3(),js3(),jj3(),Picture2)

Rem建立加速度坐标系

Picture2.Cls

Picture2.DrawWidth=2

Picture2.Scale(-29,32)-(44,-25)

Picture2.Line(-28,0)-(43,0)

Picture2.Line(0,28)-(0,-22),vbBlue

Picture2.CurrentX=42:Picture2.CurrentY=3:Picture2.Print"φ"

Picture2.CurrentX=2:Picture2.CurrentY=30:Picture2.Print"a(rad/s^2)"

Picture2.Line(40,1)-(43,0)

Picture2.Line(40,-1)-(43,0)

Picture2.Line(-1,25)-(0,28),vbBlue

Picture2.Line(1,25)-(0,28),vbBlue

Fori=0To40Step40/6

Picture2.Line(i,1)-(i,0)

Picture2.CurrentX=i-4:CurrentY=-2:Picture2.Print360*i/40

Nexti

Picture2.CurrentX=-16:Picture2.CurrentY=-22

Picture2.Print"绿线-位移红线-速度蓝线-加速度"Rem建立速度坐标系

Picture2.Line(-13,28)-(-13,-22),vbRed

Picture2.CurrentX=-13:Picture2.CurrentY=30:Picture2.Print"v(rad/s)"

Picture2.Line(-12,25)-(-13,28),vbRed

Picture2.Line(-14,25)-(-13,28),vbRed

Rem建立位移坐标系

Picture2.Line(-26,28)-(-26,-22),vbGreen

Picture2.CurrentX=-26:Picture2.CurrentY=30:Picture2.Print"s(rad)"

Picture2.Line(-25,25)-(-26,28),vbGreen

Picture2.Line(-27,25)-(-26,28),vbGreen

Fori=-20To20Step5

Picture2.Line(1,i)-(0,i),vbBlue

Picture2.Line(-12,i)-(-13,i),vbRed

Picture2.Line(-25,i)-(-26,i),vbGreen

Nexti

Dimrx,rms,rmv,rma

rx=40/360

Dimms,ma,mv

Dimjw2(0To360),js2(0To360),jj2(0To360)

Forii=0To360

IfAbs(jw3(ii))>Abs(ms)Then

ms=Abs(jw3(ii))

EndIf

IfAbs(js3(ii))>Abs(mv)Then

mv=Abs(js3(ii))

EndIf

IfAbs(jj3(ii))>Abs(ma)Then

ma=Abs(jj3(ii))

EndIf

Nextii

rms=20/ms:rmv=20/mv:rma=20/ma

Rem绘图Forii=1To359

Picture2.Line(ii*rx,jw3(ii)*rms)-((ii+1)*rx,jw3(ii+1)*rms),vbGreen

Picture2.Line(ii*rx,js3(ii)*rmv)-((ii+1)*rx,js3(ii+1)*rmv),vbRed

Picture2.Line(ii*rx,jj3(ii)*rma)-((ii+1)*rx,jj3(ii+1)*rma),vbBlue

Nextii

Fori=5To20Step5

Picture2.CurrentX=0.5:Picture2.CurrentY=i+1

Picture2.PrintCCur((((ma*i/20)*100)＼1)/100)

Picture2.CurrentX=-12.5:Picture2.CurrentY=i+1

Picture2.PrintCCur((((mv*i/20)*100)＼1)/100)

Picture2.CurrentX=-25.5:Picture2.CurrentY=i+1

Picture2.PrintCCur((((ms*i/20)*100)＼1)/100)

Nexti

Fori=-5To-20Step-5

Picture2.CurrentX=0.5:Picture2.CurrentY=i+2

Picture2.PrintCCur((((ma*i/20)*100)＼1)/100)

Picture2.CurrentX=-12.5:Picture2.CurrentY=i+2

Picture2.PrintCCur((((mv*i/20)*100)＼1)/100)

Picture2.CurrentX=-25.5:Picture2.CurrentY=i+2

Picture2.PrintCCur((((ms*i/20)*100)＼1)/100)

Nexti

EndSub

Rem绘制机构静态动态图子程序PublicSubddraw3(l(),jw3(),ii,m,Picture3)

Dima1,a3AsSingle

Dimx1,y1,x3,y3AsSingleDimrrAsSingle

Dimrh1AsSingle

rh1=3.1415926/180

Callmax(l(),lmax)

rr=40/(lmax*1.2)

Rem建立坐标系

Picture3.Cls

Picture3.DrawWidth=2

Picture3.Scale(-23,29)-(50,-28)

Picture3.Line(0,0)-(46,0)

Picture3.Line(0,28)-(0,0)

Picture3.CurrentX=46:Picture3.CurrentY=2:Picture2.Print"X"

Picture3.CurrentX=3:Picture3.CurrentY=28:Picture2.Print"Y"

Picture3.Line(43,1)-(46,0)

Picture3.Line(43,-1)-(46,0)

Picture3.Line(-1,25)-(0,28)

Picture3.Line(1,25)-(0,28)

Picture3.CurrentX=0:Picture3.CurrentY=0Picture3.Line-(-2,-3)

Picture3.Line-(5,-3)

Picture3.Line(2,-3)-(0,0)

Fori=-3To5Step3[HJ]

Picture3.CurrentX=i:Picture3.CurrentY=-3:Picture3.Line-(i+3,-4)

Nexti

Picture3.CurrentX=l(4)*rr:Picture3.CurrentY=0

Picture3.Line-(-2+l(4)*rr,-3)

Picture3.Line-(l(4)*rr+5,-3)

Picture3.Line(2+l(4)*rr,-3)-(l(4)*rr,0)

Fori=l(4)*rr-3To5+l(4)*rrStep3

Picture3.CurrentX=i:Picture3.CurrentY=-3:Picture3.Line-(i+3,-4)

Nexti

Rem建立模型

Picture3.DrawWidth=4

a1=ii*rh1:a3=jw3(ii)

x1=l(1)*rr*Cos(a1):y1=l(1)*rr*Sin(a1)

x3=l(4)*rr+l(3)*rr*Cos(a3):y3=l(3)*rr*Sin(a3)Picture3.Line(0,0)-(x1,y1),vbBlue

Picture3.Line(x1,y1)-(x3,y3),vbRed

Picture3.Line(x3,y3)-(l(4)*rr,0),vbGreen

Picture3.FillStyle=0