机械原理CAD软件的开发

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l3卷第2期长沙大学学。报vd．13No2l999年6月JOURNALOFCHANGSHAUNIVERSITYjune1999，机械原理CAD软件的开发一胡冠昱郝诗明廖珍程崇恭，．一川(长沙大学工程系，长沙410003)’7i．、摘要本文介绍了新开发的机械原理CAD软件，该软件是以QuickBasic(简称QB)为主设计语言，将参数化设计与交互式设计相结合，输出结果采用数据表格、绘图曲线厦动态模拟多种形式，从而使机构的设计方便、快捷、直观和形象．关键词机构；地；cAD；模块‘。—’—～‘●。～1概

2、述机暮取千机械原理是研究机械的基本理论的一门学科，是机械类专业的核心课程之一．随着计算机的全面普及和广泛应用，我们可把在机械设计和分析中由于使用解析法而带来的诸多数值计算和过程判断由计算机来完成，这就是人们常说的CAD(ComputerAidedDesign)．我们这次新开发和整编的(机械原理CAD软件)包括了机械原理课程的绝大部分章节的内容，并附有设计和分析实例本软件既适用于课程教学，又可供设计人员使用，软件界面友好，使用方便，分析结果采用数据表格、图形曲线及动态模拟多种形式，尤其在准确、直观、能反复比较修改等方面具有很大的优越性．2软件的总体

3、框图(见下页)3各模块的功能介绍如下：3．1主控模块该模块的作用是显示封面和主菜单，并根据设计要求调用相应的模块．软件开始用QB编了一个小程序，用来动画地显示英文单词WEL00ME，表示欢迎使用本软件．随后用另一个QB小程序调用在WIN—Dows画笔中完成的封面．最后进人子菜单．3．2平面连杆机构运动分析和力分析模块32．1输人已知的原始参数，如杆长、曲柄角速度等．32．2根据机构杆组分解的实际情况，调用相应的单杆构件RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组的运动分析子程序．并显示所求点的位置P、速度v和加速度a及各构件的角速度m和角加速度￡；如果准备

4、进行力分析计算，还要调单杆构件子程序，求出各构件质心的位置P、速度v和角加速度a．3．2．3继运动分析之后，从已知外力的杆组开始分别调用相应的单杆构件中RRR杆组、RRP杆组、RPR杆组的力分析子程序．并显示所求点的运动副反力和机构上的平衡力(矩)．3．2．4不同颜色绘制所求点随时间(角度)而变化的P、v、a曲线图和构件的、E曲线图3．2．5画出动态模拟显示图连续画出机构从0～3砷度的运动位置图，即把运动分析后求出的各坐标点连线画出就行了，然后加上延时语句sleep和清屏语句cls，就能实现动画效果了．为了使机构运动时杆长不变形，窗口需设置如下语

5、句：·收稿日期：1999—03—08维普资讯http://www.cqvip.com总第40期胡冠昱郝诗明廖珍程崇恭：机械原理CAD软件的开发输入参数运动分析平面连杆机构运力分析动分析和力分析绘制曲线动态模拟演示判断四杆机构的类型按连杆三位置设计四杆机构按连架杆的对应位置设计四杆机构主平面连杆机构设计按行程速比系数设计四杆机构控带停歇功能的六杆机构的设计模导杆机构的设计块直动滚子从动件盘形凸轮设计面凸轮机构设计直动平底从动件盘形凸轮设计摆动滚子从动件盘形凸轮设计绘制渐开线曲线堂鳖塑塑i十l———直齿圆柱齿轮齿廓范成模拟齿轮传动设计软件的总体框图w

6、indow(XL，YL)一(xR，YR)其中xL=一(L1+L2+L3+L4)，YL：XL*0．75XR=LI+L2+L3+L4．YR=XR*0．75LI、L2、L3、L4为构件长度，0．75为ScREEN12的屏幕点阵640*480之比．3．3平面连杆机构设计模块平面连杆机构中最常见的是平面四杆机构，因此本模块以四杆机构的设计为主，另外还包括带停歇功能的六杆机构和曲柄滑块机构的设计．现分别介绍如下：3．31判断四杆机构的类型分别输入四杆杆长a、b、c、d，其中默认a、c为两连架杆的长度，b为连杆的长度，d为机架长度，便可由软件判断此四杆机构的类

7、型，即是否为双曲柄机构或曲柄摇杆机构或双摇杆机构．如给出a=20，b=50，c=80，d=90，便可由系统迅速判断出此四杆机构为曲柄摇杆机构．3．3．2按连杆三位置设计四杆机构首先按已定的坐标系给出连杆上两端点B、C的三组对应坐标，即已知连杆BC在运动中所占据的三个位置，便可由系统求出另外两固定点(即机架上的两端点)A、D的坐标和各杆的长度．3．3．3按连架杆的对应位置设计四杆机构(1)按连架杆的两组对应位置设计四杆机构首先分别输入一连架杆AB和机架AD的长度，然后再输入两连架杆与机架在两个位置时的对应夹角，即已知连架杆的两组对应位置，便可由系统

8、求出其余两杆的长度．例如，输入AB=200，AD=288，连架杆AB在位置1时与机架的夹角为45度，此时另一连架杆CD与机架的夹角为50