四連桿機(jī)構(gòu)計算軟件

四連桿機(jī)構(gòu)計算軟件是一款連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計小軟件，實(shí)現(xiàn)給定任意四連桿機(jī)構(gòu)和H點(diǎn)的相對位置,可以模擬出H點(diǎn)的運(yùn)行坐標(biāo)。選擇了以連桿和搖桿作為設(shè)計變量，傳動角條件作為約束條件，輸出角平方和最小為目標(biāo)函數(shù)，使用多維約束優(yōu)化函數(shù)fmincon對連桿和搖桿的長度進(jìn)行優(yōu)化。然后采用修正牛頓切線法和運(yùn)動誤差分析程序?qū)��?yōu)化后的四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動誤差的分析。

連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：

連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)動形式多樣，如可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動、擺動、移動和平面或空間復(fù)雜運(yùn)動，從而可用于實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動規(guī)律和已知軌跡。此外，低副面接觸的結(jié)構(gòu)使連桿機(jī)構(gòu)具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤滑，故磨損減小；制造方便，易獲得較高的精度；兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，它不象凸輪機(jī)構(gòu)有時需利用彈簧等力封閉來保持接觸。因此，平面連桿機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械、儀表和機(jī)電產(chǎn)品中。平面連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是：一般情況下，只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動規(guī)律或運(yùn)動軌跡，且設(shè)計較為復(fù)雜；當(dāng)給定的運(yùn)動要求較多或較復(fù)雜時，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動副數(shù)往往較多，這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機(jī)構(gòu)運(yùn)動規(guī)律對制造、安裝誤差的敏感性增加；機(jī)構(gòu)中作復(fù)雜運(yùn)動和作往復(fù)運(yùn)動的構(gòu)件所產(chǎn)生的慣性力難以平衡，在高速時將引起較大的振動和動載荷，故連桿機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場合。

近年來，隨著連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計方法的發(fā)展，電子計算機(jī)的普及應(yīng)用以及有關(guān)設(shè)計軟件的開發(fā)，連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計速度和設(shè)計精度有了較大的提高，而且在滿足運(yùn)動學(xué)要求的同時，還可考慮到動力學(xué)特性。尤其是微電子技術(shù)及自動控制技術(shù)的引入，多自由度連桿機(jī)構(gòu)的采用，使連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計大為簡化，使用范圍更為廣泛。

設(shè)計變量

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)按照原動件和從動件的對應(yīng)關(guān)系可知其有5個獨(dú)立參數(shù)，對于圖1分別為曲柄長度L1，連桿長度L2，搖桿長度L3，機(jī)架長度L4，曲柄初始角φ0和搖桿的初始角Ψ0，由于L1和L4已知，

且由圖1的幾何關(guān)系知：

所以φ0和Ψ0已不再是獨(dú)立參數(shù)，而是桿長的函數(shù)。經(jīng)上分析獨(dú)立變量只有L2和L3。因此，選擇連桿長度L2和搖桿長度L3作為設(shè)計變量。

即：X = [L2  L3]T= [X1X2]T