连杆机构设计说明书

机械原理课程

设计说明书

设计题目平面连杆机构特性分析

工程机械学院工业设计专业 2011250101班

设计者肖丹 201125010131

赵越 201125010132

鲁崧201125010107 指导教师张伟社

2014年1月16号

目录

一、设计题目简介及设计要求 (2)

1.机构简介 (2)

2.设计内容 (3)

二、VC++程序设计说明 (5)

1、四杆机构类型分析思路 (5)

2、急回运动特性分析 (5)

3、最大传动角和最小传动角 (5)

三、程序设计 (6)

1、设计思路 (6)

2、程序代码 (6)

3、程序框图 (10)

4、图解法分析 (11)

5、程序结果与解析法结果对比 (12)

四、参考文献 (12)

五、设计心得 (13)

1设计题目简介及设计要求

1.1机构简介

连杆机构是由刚性构件用低副连接而成，它是一种应用广泛的机构。平面四杆机构的特点是原动件的运动都要经过一个不直接与机架相连的连杆带动从动件运动。把具有

连杆的机构统称为连杆机构。（1）曲柄摇杆机构：两连架杆中有一个为曲柄，另一个为摇杆。（2）双曲柄摇杆：两连架杆都为曲柄。（3）双摇杆机构：两连架杆都为遥杆。

设计过程结果

1.2设计内容

（1）用VC++编程实现曲四杆连杆机构类型的分析。

（2）用CAD图解两位置以验证程序计算结果。

设计过程结果

2.VC++程序设计说明

2.1四杆机构类型分析思路

（1）最短杆与最长杆的长度和应小于等于其他两杆的长度和。

此条件称为“杆长条件”。

（2）组成该周转副的两杆中必有一杆为四杆中的最短杆。

满足杆长条件时若取最短杆为机架，则可得双曲柄机构；若取最

短杆为连架杆，则得曲柄摇杆机构；若取最短杆为连杆，则为双

摇杆机构。若不满足杆长条件则为双摇杆机构。

2.2急回运动特性分析

k=（180°+θ）/（180°-θ）

当曲柄摇杆机构在运动过程中出现极位夹角θ时，机构便具有急

回运动特性。θ角越大，k值越大，机构的急回运动性质也越显

著。

2.3最大传动角和最小传动角

γ=arccos(b2+c2-（d-a）2)/2bc

γ=180°-arccos（b2+c2-（d+a）2）/2bc

3程序设计

3.0设计思路

（1）建立一个基类为CMyView的MFC程序。

（2）利用Resource View菜单编辑器编辑菜单。添加类向导。

（3）利用Resource View编辑对话框。建立一个新类，添加成员变量，变量与所分析的参数对应关系如下。

double m_jj 机架长

double m_lg 连杆长

double m_lj1 连架杆1（原动件）

double m_lj2 连架杆2

3.1程序代码

void CMyView::OnInput()

{CS cs;

cs.m_jj=m_jj;cs.m_lj1=m_lj1;cs.m_lj2=m_lj2;cs.m_lg=m_lg ;

if(cs.DoModal()==IDOK){

m_jj=cs.m_jj;m_lj1=cs.m_lj1;m_lj2=cs.m_lj2;

m_lg=cs.m_lg;

}

Invalidate(TRUE);

}

void CMyView::OnDraw(CDC* pDC)

{

CMyDoc* pDoc = GetDocument();

ASSERT_VALID(pDoc);

double a[4],b,c,d,e,f,g,h,p,pi=3.1415926;int i,j;

a[0]=m_jj;a[1]=m_lj1;a[2]=m_lj2;a[3]=m_lg;

for(i=0;i<4;i++){

for(j=i;j<4;j++){

if(a[j]>a[i]){

b=a[j];

a[j]=a[i];

a[i]=b;}}}

if(m_jj>=(m_lg+m_lj1+m_lj2)){

pDC->SetTextColor(RGB(0,0,255));

pDC->TextOut(300,200,"不能形成机构，请重新输入！");}

if(m_jj<(m_lg+m_lj1+m_lj2)){

if((a[0]+a[3])>(a[1]+a[2])){

pDC->SetTextColor(RGB(0,0,255));

pDC->TextOut(300,200,"此机构类型为：不满足杆长条

件，双摇杆机构。");}

if((a[0]+a[3])<=(a[1]+a[2])){

if(a[3]==m_jj){

pDC->SetTextColor(RGB(0,255,255));

pDC->TextOut(300,200,"此机构类型为：双曲柄机构");}

if(a[3]==m_lg){

pDC->SetTextColor(RGB(255,0,0));

pDC->TextOut(300,200,"此机构类型为：双摇杆机构");

}

if(a[3]==m_lj1){

b=acos((m_jj*m_jj+(m_lj1+m_lg)*(m_lj1+m_lg)-m_lj2*m_lj2 )/(2*m_jj*(m_lj1+m_lg)))-acos((m_jj*m_jj+(-m_lj1+m_lg)* (-m_lj1+m_lg)-m_lj2*m_lj2)/(2*m_jj*(-m_lj1+m_lg)));

c=acos((m_jj*m_jj-(m_lj1+m_lg)*(m_lj1+m_lg)+m_lj2*m_lj2 )/(2*m_jj*m_lj2))-acos((m_jj*m_jj-(-m_lj1+m_lg)*(-m_lj1 +m_lg)+m_lj2*m_lj2)/(2*m_jj*m_lj2));

b=b*180/pi;c=c*180/pi;if(b<0){b=-b;}

e=(180+b)/(180-b);

f=acos((m_lj2*m_lj2+m_lg*m_lg-(m_jj-m_lj1)*(m_jj-m_lj1) )/(2*m_lj2*m_lg));f=f*180/pi;

g=acos((m_lj2*m_lj2+m_lg*m_lg-(m_jj+m_lj1)*(m_jj+m_lj1) )/(2*m_lj2*m_lg));g=g*180/pi;

if(f>90){f=180-f;}

if(g>90){g=180-g;}

h=min(f,g);

CString str;

str.Format("此机构为:曲柄摇杆机构，其极位夹角为%.3f(°), 行程速度比为%.3f, 摇杆摆角为 %.3f(°) 最小传动角为 %.3f(°)", b,e,c,h);

pDC->SetTextColor(RGB(255,0,0));

pDC->TextOut(200,200,str);

}

if(a[3]==m_lj2){

p=acos((m_jj*m_jj-(m_lj2+m_lg)*(m_lj2+m_lg)+m_lj1*m_lj1 )/(2*m_jj*m_lj1))-acos((m_jj*m_jj-(-m_lj2+m_lg)*(-m_lj2 +m_lg)+m_lj1*m_lj1)/(2*m_jj*m_lj1));

p=p*180/pi;CString str1;

str1.Format("此机构类型为：曲柄摇杆摇杆机构,由于原动件为摇杆，故存在死点,其摇杆摆角为 %.3f,", p); pDC->SetTextColor(RGB(255,0,255));

pDC->TextOut(300,200,str1);

}

}}

}

3.2程序运行

下图为程序框图：

开始

输入参数

计算并输出

输出

3.3图解法分析四杆机构的特性

已知机架AD长500mm，连杆BC长350mm，连架杆1长200mm，连架杆2长450mm。

用Auto CAD画图解得极位夹角为11.459°

最小传动角为41.83°，最大传动角为121.47°，行程速度比为1.136

3.4.程序结果与图解结果对比

项目理论值实验值相对误差

机构类型曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构0

最小传动角41.83°41.752°0.78%

行程速度比 1.136 1.139 0.3%

参考文献：[1]. 张伟社. 机械原理教程（第3版）[M].西安. 西北工业大学出版社, 2013

[2] 张伟社. Visual C++界面与CAD开发基础[M] 陕西科学技术出版社 2013

通过将用图解法和解析法得到的的参数和程序所计算出的结果进行对比，可以得到结论：程序计算的结果误差较小，说明程序中所用的函数表达式正确，验证了程序的正

确性

课程设计心得体会

两周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

在此感谢我们的张伟社老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每个细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。

同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。

由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。