基于VB6.0的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于VB6.0的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),基于,vb6,曲柄,機(jī)構(gòu),參數(shù),設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名 肖旺玉 班級(jí) 機(jī)制053班 指導(dǎo)教師 付素芳 王占奎 論文（設(shè)計(jì)）題目 基于VB6.0的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 目前已完成任務(wù) （1）外文翻譯資料； （2）制定畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃； （3）建立曲柄滑塊機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)模型； （4）完成畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告； 是否符合任務(wù)書(shū)要求進(jìn)度：是 尚需完成的任務(wù) （1）VB程序編寫(xiě)與調(diào)試； （2）論文的撰寫(xiě)； （3）正式論文的整理； 能否按期完成論文（設(shè)計(jì)）：是 存在問(wèn)題和解決辦法 存 在 問(wèn) 題 資料不足，對(duì)論文主題的研究不夠透徹，且相關(guān)的理論知識(shí)還不夠全面； 與指導(dǎo)老師的交流不夠充分 擬 采 取 的 辦 法 需要繼續(xù)查找資料，進(jìn)一步理解和掌握相關(guān)的理論知識(shí)，完善論文內(nèi)容。 指導(dǎo)教師簽 字 日期 年 月 日 教學(xué)院長(zhǎng)（主任）意 見(jiàn) 負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 河南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期進(jìn)展情況檢查表 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 題目名稱(chēng) ：基于VB6.0的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名 肖旺玉 所學(xué)專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 053班 指導(dǎo)教師 付素芳 王占奎 所學(xué)專(zhuān)業(yè) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 職稱(chēng) 副教授 助教 完成期限 2008年12月22日至2009年5月31日 一、 論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo) 1.主要內(nèi)容 根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論，根據(jù)參數(shù)化設(shè)計(jì)的原理，建立起曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型，并采用一定的算法，編出VB程序來(lái)實(shí)現(xiàn)其參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程。 2.技術(shù)指標(biāo) （1）程序的運(yùn)行界面； （2）所建立的數(shù)學(xué)模型； （3）程序采用的算法及運(yùn)行時(shí)間； （4）程序所得出的設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理，是否全局最優(yōu)。 二、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要求 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的參考文獻(xiàn)，正文中要引用5篇以上文獻(xiàn)，并注明文獻(xiàn)出處。論文字?jǐn)?shù)在6000字以上； 2.有不少于2000漢字的與本課題有關(guān)的外文翻譯資料； 3.畢業(yè)設(shè)計(jì)總字?jǐn)?shù)在10000字以上； 4.程序清單； 三、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排 1.2008年12月22日---1月15日，下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；寒假期間完成外文資料翻譯和開(kāi)題報(bào)告。 2. 2009年2月16---2月22日（第1周），指導(dǎo)教師審核開(kāi)題報(bào)告和設(shè)計(jì)方案。 4. 2009年3月16日---4月19日（第5-9周），畢業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立。 5. 2009年4月20--25日（第10周），畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。 6. 2009年4月27日---5月22日（第11-15周），程序編寫(xiě)與調(diào)試，整理、撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），指導(dǎo)、評(píng)閱教師審查評(píng)閱論文，畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯資格審查 7. 2009年5月25--31日（第16周）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯，學(xué)生修改整理論文。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）,論文題目：基于VB6.0的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù) 化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),摘 要,機(jī)械產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是制造業(yè)信息化的重要內(nèi)容。本文提出了按工作行程最小傳動(dòng)角對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，并分析了速比系數(shù)的大小對(duì)機(jī)構(gòu)工作行程傳動(dòng)性能的影響，給出了設(shè)計(jì)參數(shù)，這些參數(shù)為設(shè)計(jì)者在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)急回程度的選擇以及機(jī)構(gòu)尺寸的確定提供了依據(jù)，同時(shí)運(yùn)用VB軟件,結(jié)合傳統(tǒng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，從曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的幾個(gè)重要參數(shù)：最小傳動(dòng)角、行程速比系數(shù)等方面進(jìn)行了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，使其能夠更好的滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：速比系數(shù)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)性能，工作行程,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析,考慮因素： （1）最小傳動(dòng)角γmin的大小是衡量曲柄滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的指標(biāo)，γmin愈大，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)愈輕松，傳動(dòng)效率愈高。 （2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為提高機(jī)構(gòu)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，又往往要求其有急回特性。機(jī)構(gòu)的急回特性用行程速比系數(shù)K來(lái)表示，K愈大，機(jī)構(gòu)的急回程度愈明顯。 最小傳動(dòng)角γmin和K的大小之間存在著一定的關(guān)系，它直接影響到機(jī)構(gòu)達(dá)到一定傳動(dòng)性能的可能性。如何在滿足急回運(yùn)動(dòng)要求的前提下，又能使機(jī)構(gòu)具有良好的傳動(dòng)性能，是設(shè)計(jì)者需要考慮的問(wèn)題。,在Δ 中，根據(jù)余弦定理有 ( 1 ) 正弦定理得 c=(b+a)sin∠ =(b-a)sin ( 2 ),,根據(jù)（1）（2）條件及由ΔACC的存在條件可得,,（3）,通過(guò)分析工作行程中的最小傳動(dòng)角可能出現(xiàn)在以下3個(gè)特殊位置中：,當(dāng),時(shí)，,，此時(shí),（1）,（2）當(dāng),,時(shí)，,，此時(shí),，,,或,或,（3）,，此時(shí),,,由以上分析可知：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)工作行程的最小傳動(dòng)角必定在機(jī)構(gòu)的2個(gè)特殊位置中 ，即,,，工作行程中,曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時(shí)；或,，工作行程結(jié),速。因此,,尋優(yōu)目標(biāo)函數(shù)及約束條件,,,,根據(jù)優(yōu)化方法，以機(jī)構(gòu)工作行程的最小傳動(dòng)角最大為追求目標(biāo)，可建立如下一維優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,,同時(shí)還必須滿足下述約束條件： (1)曲柄存在條件:,,(2)傳動(dòng)角條件 :,,VB運(yùn)行界面,,實(shí)例分析,例如：一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，其行程速比系數(shù)為K=1.2，滑塊行程H=100mm，試求通過(guò)VB程序優(yōu)化后所得曲柄l、連桿和偏心距e的最優(yōu)結(jié)果。,輸出結(jié)果：,曲柄48mm ，連桿101mm，偏心距22mm,結(jié)束語(yǔ),通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì) ，讓我對(duì)大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更清晰的認(rèn)識(shí)，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)思想的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的提高，有了嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的工作態(tài)度 ，并且能夠通過(guò)VB軟件與機(jī)械原理設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合，進(jìn)行更科學(xué)的設(shè)計(jì)。同時(shí)更強(qiáng)化了我的實(shí)踐動(dòng)手能力，也讓我看到了很多不足，需要我在以后的學(xué)習(xí)工作更加努力的奮斗！,致 謝,謝謝大家！,祝各位老師和同學(xué)： 端午節(jié)快樂(lè)！,畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告 題目名稱(chēng)：基于VB6.0的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及制造自動(dòng)化 班級(jí) 指導(dǎo)老師 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 職稱(chēng) 副教授 助教 一、 選題的目的意義 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)副為低副，各元件間為面接觸，構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡(jiǎn)單，加工方便，易于得到較高的制造精度等優(yōu)點(diǎn)，因而在包括煤礦機(jī)械在內(nèi)的各類(lèi)機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于這種機(jī)構(gòu)在多數(shù)情況下應(yīng)用于載荷較重的場(chǎng)合，所以在對(duì)它的設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮其傳動(dòng)性能，尤其是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度和承載能力要求都有了大幅度的提高，從而對(duì)其傳動(dòng)性能提出了更高的要求。本課題通過(guò)研究這幾個(gè)參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系得到最優(yōu)方法，從而使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)得到最優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用。 二、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀: 近年來(lái)，對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的研究，不論從研究范圍上還是方法上都有了很大進(jìn)展。對(duì)多桿多自由度平面連桿的研究，也提出了一些有關(guān)的分析及綜合的方法。同時(shí)，在設(shè)計(jì)要求上，也已不再局限于運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，而是同時(shí)要求兼機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性。 在研究方法上，優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用已成為研究曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的重要方法，并已相應(yīng)地編制出大量的、適用范圍廣、計(jì)算機(jī)時(shí)少、使用方便的通用軟件。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具的日益完善，以前不易解決的復(fù)雜曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題正在逐步獲得解決。 三、主要研究?jī)?nèi)容 1.根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論，根據(jù)參數(shù)化設(shè)計(jì)的原理，研究數(shù)學(xué)模型， 2.研究適合曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)的算法。 3.根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程尋找合適的方法用程序來(lái)代替設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的時(shí)所必須的查閱圖表工作及怎樣根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行對(duì)其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 4.運(yùn)用Visual Basic語(yǔ)言編出程序來(lái)實(shí)現(xiàn)其參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程。 四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究方法或技術(shù)路線 1、通過(guò)已有知識(shí)進(jìn)行分析、理解，明白優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程與目的，掌握進(jìn)行本畢業(yè)設(shè)計(jì)的所必須的基本知識(shí)。 2、查閱有關(guān)書(shū)籍，借助于網(wǎng)上數(shù)字圖書(shū)館搜集相關(guān)資料，對(duì)其進(jìn)行分析、總結(jié)、概括、和借鑒，形成系統(tǒng)的外部資料，借鑒當(dāng)今國(guó)內(nèi)及國(guó)外此方面的研究及理論探討進(jìn)行本課題的理論和方法 3、通過(guò)熟悉曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)全過(guò)程，研究其參數(shù)模型及計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。 4、運(yùn)用Visual Basic語(yǔ)言編制出合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)程序 五、 主要參考文獻(xiàn)與資料 ［1］濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社,2001 ［2］曾振祥. CAD建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].湘潭大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院學(xué)報(bào),2000（2）；100～120 ［3］楊頂信.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與評(píng)判指標(biāo)[J].山西晉城廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2006（6）；109～120 ［4］柳林林,孫炎.機(jī)械工程中結(jié)構(gòu)形狀的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].哈爾濱制藥總廠,2001；310～330 ［5］陳立周.機(jī)械設(shè)計(jì)優(yōu)化方法[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào).1988（3）；370～390 ［6］周藹如,官士鴻,林偉建.《Visual Basic 程序設(shè)計(jì)》[M].電子工業(yè)出版社,2004.2 ［7］吳原生.許和變.形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)算法的探討[J].華北工學(xué)院專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào),1992（6）；210～230 ［8］謝新平.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].江西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所,1998；70～110 ［9］胡自化.基于Visual Basic開(kāi)發(fā)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)CAI系統(tǒng)[J].湘潭大學(xué)學(xué)報(bào),1999（5）；100～110 ［10］賈瑞芬,張翔.優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的發(fā)展與應(yīng)用情況[J].福建農(nóng)林大學(xué),機(jī)電工程學(xué)院學(xué)報(bào),2003（2）；102～130 ［11］楊頂信.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與評(píng)判指標(biāo)[J].山西晉城廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2006（6）；109～120. 六、 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn) 年 月 日 目 錄 1 緒論 1 2 設(shè)計(jì)要求 2 3 平面四桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)況與本課題的研究意義 2 3.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 2 3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： 3 3.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容 3 4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析 4 4.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 4 4.2 工作行程最小傳動(dòng)角γwmin 5 4.2.1 曲柄轉(zhuǎn)向與滑塊工作行程方向的合理配置 5 4.2.2 幾何尺寸設(shè)計(jì)公式 6 4.3 機(jī)構(gòu)特殊位置處的傳動(dòng)角 7 4.4 優(yōu)化與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 8 4.4.1 設(shè)計(jì)變量及其范圍 8 4.4.2尋優(yōu)目標(biāo)函數(shù)及約束條件 8 4.4.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 9 4.4.4 結(jié)語(yǔ) 9 5 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法 10 5.1編程語(yǔ)言的選擇 10 5.2關(guān)于Visual Basic 10 5.3 Visual Basic的其它特性 11 5.4 程序運(yùn)行界 11 5.4.1 設(shè)計(jì)窗口 11 5.4.2 工具箱 12 5.4.3 屬性窗口 12 5.4.4 【工程】窗口 13 5.4.5 代碼窗口 13 5.4.6 【窗體布局】窗口(如圖8) 13 5.4.7 菜單欄 14 5.4.8 工具欄 14 5.5 用戶(hù)界面的設(shè)計(jì) 14 6 設(shè)計(jì)實(shí)例 15 7 結(jié)束語(yǔ) 16 謝辭 17 參考文獻(xiàn)： 18 附程序代碼 19 21 1 緒論 制造業(yè)是我國(guó)工業(yè)的主體，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)制造業(yè)的增加值占整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的78%，從業(yè)人員占82%，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的約40%、財(cái)政收入的50%、外貿(mào)出口的80%來(lái)源于制造業(yè)。因此，必須大力推進(jìn)制造業(yè)信息化，以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，提高我國(guó)制造業(yè)的整體素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的數(shù)字化是制造業(yè)信息化的重要組成部分。結(jié)合我國(guó)國(guó)情，立足應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)，為我國(guó)制造企業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新提供成熟成套的技術(shù)和軟件工具是實(shí)現(xiàn)制造業(yè)信息化的有效措施。據(jù)有關(guān)資料顯示，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，繪圖時(shí)間約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的34%，圖紙修改時(shí)間約占8%-9%，編寫(xiě)零部件明細(xì)表時(shí)間約占5%，也就是說(shuō)，在圖紙上所花費(fèi)的時(shí)間約占總設(shè)計(jì)時(shí)間的一半左右。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為使用最廣的機(jī)械零件之一, 實(shí)現(xiàn)其數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造對(duì)制造業(yè)的信息化具有重要意義。 本課題通過(guò)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的深入分析,把優(yōu)化設(shè)計(jì)與VB技術(shù)相結(jié)合,在windows平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了一個(gè)具有參數(shù)優(yōu)化的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)程序,實(shí)現(xiàn)了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的數(shù)字化設(shè)計(jì)。 2 設(shè)計(jì)要求 根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論，根據(jù)參數(shù)化設(shè)計(jì)的原理，建立起考慮傳動(dòng)性能時(shí)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，并采用一定的算法，編出程序來(lái)實(shí)現(xiàn)其參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程。 （1）建立程序的運(yùn)行界面； （2）建立數(shù)學(xué)模型； （3）程序采用的算法及運(yùn)行時(shí)間； （4）程序所得出的設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理，是否全局最優(yōu); 3 平面四桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)況與本課題的研究意義 3.1 平面四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用十分廣泛，它不僅在眾多工農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用，而且諸如人造衛(wèi)星太陽(yáng)能板的展開(kāi)結(jié)構(gòu)、機(jī)械手的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)折疊傘的收放機(jī)構(gòu)及人體假肢等也都用有連桿機(jī)構(gòu)。 此外，雖然可以利用連桿機(jī)構(gòu)來(lái)滿足一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡的設(shè)計(jì)要求，但其設(shè)計(jì)十分繁難，且一般只能近似地得以滿足。正因如此，如何根據(jù)最優(yōu)化方法來(lái)設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)，使其能最佳地滿足設(shè)計(jì)要求，一直是連桿機(jī)構(gòu)研究的一個(gè)重要課題。 近年來(lái)，對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)的研究，不論從研究范圍上還是方法上都有了很大進(jìn)展。對(duì)多桿多自由度平面連桿的研究，也提出了一些有關(guān)的分析及綜合的方法。同時(shí)，在設(shè)計(jì)要求上，也已不再局限于運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，而是同時(shí)要求兼機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性。在研究方法上，優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用已成為研究連桿機(jī)構(gòu)的重要方法，并已相應(yīng)地編制出大量的、適用范圍廣、計(jì)算機(jī)時(shí)少、使用方便的通用軟件。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具的日益完善，以前不易解決的復(fù)雜平面連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題正在逐步獲得解決。 3.2 平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： 連桿機(jī)構(gòu)的共同特點(diǎn)是原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)都要經(jīng)過(guò)一個(gè)與機(jī)架直接相連的一個(gè)中間機(jī)構(gòu)（稱(chēng)為連桿）才能傳動(dòng)從動(dòng)件，故稱(chēng)之為連桿機(jī)構(gòu)。 連桿機(jī)構(gòu)具有一下一些傳動(dòng)特點(diǎn)： （1）連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副，其運(yùn)動(dòng)副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤(rùn)滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何封閉，對(duì)保證工作的可靠性有利。 （2）在連桿機(jī)構(gòu)中，在原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的條件下，可以改變各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 （3）在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿尚各點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線（稱(chēng)為連桿曲線），其形狀隨著各構(gòu)件相對(duì)長(zhǎng)度的改變而改變，故連桿曲線的形狀多樣，可以來(lái)滿足一些特定工作的需要。 利用連桿機(jī)構(gòu)還可以很方便地達(dá)到改變運(yùn)動(dòng)的傳遞方向、擴(kuò)大行程、實(shí)現(xiàn)增力和遠(yuǎn)距離傳動(dòng)等目的。 3.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是把數(shù)學(xué)規(guī)劃理論和計(jì)算方法應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)，按照預(yù)定的目標(biāo)，借助與電子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案的有關(guān)參數(shù)，從而獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，進(jìn)而對(duì)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇進(jìn)行優(yōu)化，從而在滿足一定工作條件下，使工作零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇盡可能達(dá)到最優(yōu)。 在實(shí)際生產(chǎn)中,曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)系到生產(chǎn)成本的減低。本文的研究目的是尋求曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的最有效設(shè)計(jì)方法，使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單方便。進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)軸專(zhuān)用設(shè)計(jì)程序，并通過(guò)設(shè)計(jì)程序,對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸進(jìn)行初步的優(yōu)化，對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的后續(xù)設(shè)計(jì)提供最有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)。 本文所設(shè)計(jì)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的方向和內(nèi)容，國(guó)內(nèi)國(guó)外沒(méi)有完整的可供參考的資料，完全是根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)基本設(shè)計(jì)理論，優(yōu)化設(shè)計(jì)基本思想與VB技術(shù)相結(jié)合，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)數(shù)化設(shè)計(jì)上的大膽有意義的探索！是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)一系列課題中很小的一部分！ 本文針對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)變量的性質(zhì)不同、取值離散性大和受設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限制多等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，研究?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立、繪圖程序編制與支撐平臺(tái)的關(guān)系和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的計(jì)算程序結(jié)構(gòu)等，為實(shí)現(xiàn)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與參數(shù)化繪圖的一體化提供依據(jù)和實(shí)現(xiàn)的手段。主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： （1）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際問(wèn)題和對(duì)設(shè)計(jì)所提出的要求，建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，確定軸的設(shè)計(jì)變量，建立目標(biāo)函數(shù)、約束條件等具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型； （2）按照數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化方法，和相應(yīng)的計(jì)算程序，針對(duì)常用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立設(shè)計(jì)變量與各個(gè)幾何尺寸之間的基本關(guān)系，為參數(shù)化繪圖接口模塊程序編制提供依據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)變量數(shù)，約束條件數(shù)，目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)的復(fù)雜程度等進(jìn)行分析； （3）根據(jù)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，對(duì)軸進(jìn)行再設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)合理性、尋求幾何尺寸的最佳組合, 協(xié)調(diào)零件之間的尺寸關(guān)系；分析輸出結(jié)果是否達(dá)到預(yù)期的目的，檢查數(shù)學(xué)模型，所用優(yōu)化方法及輸入數(shù)據(jù)是否正確，進(jìn)行必要的修正后再作運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使其滿足實(shí)際要求。 （4）在具體的設(shè)計(jì)中，會(huì)遇到某一優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，可采用不同的算法求解，為提高設(shè)計(jì)和繪圖效率，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，開(kāi)發(fā)出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與參數(shù)化自動(dòng)繪圖軟件包提出具體的實(shí)施方案，并遵循以下幾個(gè)原則： ①可靠性要好：在合理的精度要求下，在一定的計(jì)算時(shí)間內(nèi)，求解優(yōu)化問(wèn)題的成功率越高，可靠性越好。 ②效率要高：算法的效率是指解題的效率，一般可用算法所用計(jì)算時(shí)間或計(jì)算函數(shù)的次數(shù)來(lái)衡量，最好選用不計(jì)算梯度與海色矩陣的優(yōu)化方法，盡可能選用計(jì)算過(guò)程中調(diào)用函數(shù)值次數(shù)少的優(yōu)化方法。 ③穩(wěn)定性要好 ：遇到高度非線性的偏心率大的函數(shù)時(shí)，不會(huì)因?yàn)橛?jì)算機(jī)字長(zhǎng)截?cái)嗾`差迭代過(guò)程正常運(yùn)行，而中斷運(yùn)算過(guò)程。 ④采用成熟的計(jì)算程序：對(duì)現(xiàn)有的成熟的計(jì)算程序應(yīng)盡可能的采用，使得解題簡(jiǎn)便。 4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析 4.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)副為低副，各元件間為面接觸，構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡(jiǎn)單，加工方便，易于得到較高的制造精度等優(yōu)點(diǎn)，因而在包括煤礦機(jī)械在內(nèi)的各類(lèi)機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于這種機(jī)構(gòu)在多數(shù)情況下應(yīng)用于載荷較重的場(chǎng)合，所以在對(duì)它的設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮其傳動(dòng)性能，尤其是隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度和承載能力要求都有了大幅度的提高，從而對(duì)其傳動(dòng)性能提出了更高的要求。 最小傳動(dòng)角γmin的大小是衡量曲柄滑塊機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能的指標(biāo)，γmin愈大，機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)愈輕松，傳動(dòng)效率愈高。而在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為提高機(jī)構(gòu)的勞動(dòng)生產(chǎn)率，又往往要求其有急回特性。機(jī)構(gòu)的急回特性用行程速比系數(shù)K 來(lái)表示，K愈大，機(jī)構(gòu)的急回程度愈明顯。K的大小和最小傳動(dòng)角γmin 之間存在著一定的關(guān)系，它直接影響到機(jī)構(gòu)達(dá)到一定傳動(dòng)性能的可能性。如何在滿足急回運(yùn)動(dòng)要求的前提下，又能使機(jī)構(gòu)具有良好的傳動(dòng)性能，是設(shè)計(jì)者需要考慮的問(wèn)題。對(duì)這一設(shè)計(jì)問(wèn)題，許多文獻(xiàn)中已有所論述，但往往沒(méi)有考慮到最小傳動(dòng)角應(yīng)該是工作行程中的最小值γwmin ，因?yàn)闄C(jī)構(gòu)只有在工作行程中才受到較大的工作阻力的作用。所以從最佳設(shè)計(jì)角度講，應(yīng)按照工作行程中的最小傳動(dòng)角γwmin 進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本文從機(jī)構(gòu)在工作行程中擁有最佳傳動(dòng)性能出發(fā)，通過(guò)以機(jī)構(gòu)γwmin 最大為尋優(yōu)目標(biāo)函數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析了速比系數(shù)對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)工作行程傳動(dòng)性能的影響，給出了相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)。 4.2 工作行程最小傳動(dòng)角γwmin 4.2.1 曲柄轉(zhuǎn)向與滑塊工作行程方向的合理配置 在下圖所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理圖中，,分別為曲柄AB 、連桿BC 的長(zhǎng)度， e為偏距，H為滑塊行程。許多文獻(xiàn)中已闡述了以下結(jié)論：曲柄位于AB 時(shí)，傳動(dòng)角為機(jī)構(gòu)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的最小值 γ= arccos(+)/ 若滑塊從 到為工作行程， 到為空回行程，工作行程中一般受到較大的工作阻力，運(yùn)動(dòng)速度較慢。此時(shí)，曲柄AB的轉(zhuǎn)向有2種配置：一種是AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)將出現(xiàn)在工作行程中；另一種是AB順時(shí)針回轉(zhuǎn)，此時(shí)將出現(xiàn)在空回行程中，不但滿足工作行程中滑塊的平均速度較小的要求，而且工作行程中的最小傳動(dòng)角將比大，這樣有利于機(jī)構(gòu)獲得良好的傳動(dòng)性能，能克服更大的工作阻力，提高機(jī)器的機(jī)械效率。所以，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與滑塊工作行程方向之間存在著合理的配置問(wèn)題。顯然，對(duì)于圖中滑塊從到為工作行程時(shí)，不論從傳動(dòng)性能要求還是滿足急回特性要求來(lái)考慮，曲柄AB的合理轉(zhuǎn)向都應(yīng)該是順時(shí)針?lè)较颉? 4.2.2 幾何尺寸設(shè)計(jì)公式 極位夾角θ與行程速比系數(shù)K的關(guān)系為θ=180×（K -1）/（K + 1），根據(jù)極位夾角的定義，0。 為了便于討論，采用相對(duì)尺寸表示機(jī)構(gòu)，取滑塊行程H =1，下面的 a，b，c 都表示為H =l時(shí)的相對(duì)長(zhǎng)度，即a=l/ H ，b =l / H ，c = e/ H 。 在ΔACC中，根據(jù)余弦定理有 （1） 正弦定理得 c=(b+a)sin∠ACC=(b-a)sin （2） <1>已知相對(duì)偏心距e的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由式（1）、式（2）得到 a= （3） b= 由運(yùn)動(dòng)連續(xù)聯(lián)系性條件，相對(duì)偏心距應(yīng)不大于PC, 即 c （4） <2>已知曲柄相對(duì)長(zhǎng)度a的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由式（1）得 b= （5） c= 由ΔACC的存在條件可得a，再由運(yùn)動(dòng)連續(xù)性條件式（4）和式（5）解得： tan() （6） 已知連桿相對(duì)長(zhǎng)度b的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由式（1）得 a= （7） c= 由式（4）和式（7）解得 0.5cos（） （8） 4.3 機(jī)構(gòu)特殊位置處的傳動(dòng)角 以曲柄位于AB時(shí)作為起始位置，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)角為-（）時(shí)，滑塊從C運(yùn)動(dòng)到C,處于工作行程中。其中 設(shè)連桿BC與滑塊移動(dòng)導(dǎo)路的垂直線之間的夾角為，容易得到 與傳動(dòng)角的關(guān)系是：當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。 通過(guò)分析工作行程中的最小傳動(dòng)角可能出現(xiàn)再一下3個(gè)特殊位置中： （1）當(dāng)時(shí)，=arccos，此時(shí)=。 （2）當(dāng)時(shí)，=arccos，此時(shí)（a），或-arccos（當(dāng)a時(shí)）。 （3）時(shí)，=arccos，此時(shí)。 因?yàn)閏os-cos=-，所以。 由以上分析可知：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)工作行程的最小傳動(dòng)角必定在機(jī)構(gòu)的2個(gè)特殊位置中，即，工作行程中當(dāng)曲柄與滑塊導(dǎo)路垂直時(shí)；或，工作行程結(jié)束時(shí)。因此[]。 將表達(dá)為一下形式 （當(dāng)ac時(shí)） 或 =（當(dāng)a） （9） =arccos （10） 4.4 優(yōu)化與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 4.4.1 設(shè)計(jì)變量及其范圍 由上面一系列設(shè)計(jì)公式知：在θ（即K）已知情況下，a、b 和 c中只有 1個(gè)獨(dú)立的變量，不妨取a為設(shè)計(jì)變量。則：設(shè)計(jì)變量 a的可取值范圍為［tan（），0.5 ］。 4.4.2尋優(yōu)目標(biāo)函數(shù)及約束條件 根據(jù)優(yōu)化方法，以機(jī)構(gòu)工作行程的最小傳動(dòng)角最大為追求目標(biāo)，可建立如下一維優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型 minF(A)=-max(a) (11) 同時(shí)還必須滿足下述約束條件： <1>曲柄存在條件 g(a)=b-(a+c) (12) <2>傳動(dòng)角條件 g(a)=[] (13) 由于該設(shè)計(jì)問(wèn)題是簡(jiǎn)單的單變量的尋優(yōu)問(wèn)題，采用黃金分割法可以迅速獲得最優(yōu)結(jié)果。 4.4.3設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 根據(jù)以上尋優(yōu)目標(biāo)和約束條件，利用優(yōu)化方法，通過(guò)上機(jī)，在［tan，0.5］內(nèi)得到了不同速比系數(shù)K所對(duì)應(yīng)的工作行程最小傳動(dòng)角達(dá)到最大時(shí)的設(shè)計(jì)參數(shù) a、 b、c 值，見(jiàn)表 1。 表1 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù) K H（mm） a（mm） b（mm） c（mm） （） 1.05 100 49 285 60 77.5 1.10 100 48 170 40 71.8 1.15 100 48 103 18 65.1 1.20 100 48 101 22 60.5 1.25 100 49 83 15 55.1 1.30 100 49 73 12 50.3 1.35 100 49 67 10 47.5 1.40 100 49 64 9 44.6 1.45 100 49 63 9 42.8 1.50 100 48 63 9 40.5 注：（1）表中a、b、c分別最大時(shí)的a、b及c值。 （2）考慮到一般機(jī)構(gòu)對(duì)傳動(dòng)性能的要求為，因此表中只列出時(shí)的設(shè)計(jì)數(shù)值。 （3）當(dāng)K為表中未列數(shù)值時(shí)，可用插值法計(jì)算。 4.4.4 結(jié)語(yǔ) 通過(guò)以上分析，可得出如下結(jié)論： （1）行程速比系數(shù)K的大小，會(huì)影響機(jī)構(gòu)工作行程的傳動(dòng)性能。K值越小，所能得到的（）值越大，只要合理設(shè)計(jì)，可使機(jī)構(gòu)獲得較好的傳動(dòng)性能；K值越大，（） 值越小。這說(shuō)明：若要使機(jī)構(gòu)有較高的急回程度，就難以保證機(jī)構(gòu)有較好的傳動(dòng)質(zhì)量。 （2）對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，若滑塊的工作行程方向與曲柄轉(zhuǎn)向合理配置，為使機(jī)構(gòu)具有較好的傳動(dòng)性能，同時(shí)又滿足一定的急回特性，K值取不超過(guò)1.5較為合適。而在文獻(xiàn)［3］中已闡述：若工作行程方向與曲柄轉(zhuǎn)向不合理配置，K值不能超過(guò) 1 28。這說(shuō)明：如果滑塊工作行程方向與曲柄轉(zhuǎn)向配置合理，在滿足機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能要求的前提下，可使機(jī)構(gòu)有更顯著的急回程度。 （3）如果在K值及滑塊行程H確定的情況下，要使機(jī)構(gòu)的工作行程具有最佳的傳動(dòng)性能，可根據(jù)表1中提供的數(shù)據(jù)a、b及 c，設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。例如：當(dāng)K=1.2,H=100mm時(shí)，查表1得a= 48mm,b= 101mm,c= 22。此方法簡(jiǎn)單方便，在實(shí)際設(shè)計(jì)中具有較好的應(yīng)用價(jià)值。 5 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法 5.1編程語(yǔ)言的選擇 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，編程語(yǔ)言也隨之突飛猛進(jìn)地發(fā)生了變化。簡(jiǎn)單、靈活、易用的Basic語(yǔ)言，具有可視化、面向?qū)ο蟮?、采用事件?qū)動(dòng)的高級(jí)的結(jié)構(gòu)化程序來(lái)設(shè)計(jì)語(yǔ)言。利用Visual Basic程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可以很方便地設(shè)計(jì)出在Windows環(huán)境下運(yùn)行的繪圖應(yīng)用程序。它比較起別的編程語(yǔ)言來(lái)，在繪圖方面具有直觀的特點(diǎn)，不用太多的敘述語(yǔ)言。是一種很好的圖視化語(yǔ)言。 5.2關(guān)于Visual Basic Microsoft Visual Basic（簡(jiǎn)稱(chēng)VB）是在Windows操作平臺(tái)下設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的最迅速、最簡(jiǎn)捷的工具之一。不論是初學(xué)者還是專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)人員，VB都為他們提供了一整套的工具，可以輕松地開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。因此，VB一直被作為大多數(shù)電腦初學(xué)者的首選入門(mén)編程語(yǔ)言。 “Visual”是的指采用可視化的開(kāi)發(fā)圖形用戶(hù)界面（GUI）的方法，一般不需要編寫(xiě)大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，而只要把需要的控件拖放到屏幕上的相應(yīng)位置既可方便設(shè)計(jì)圖形用戶(hù)界面：“Basic”指的是BASIC語(yǔ)言，因?yàn)閂B是在原有的BASIC語(yǔ)言的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 “VB”是Microsoft的一種通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，包含在Microsoft Excel、 Microsoft Access等眾多Windows應(yīng)用軟件中的VBA都使用VB語(yǔ)言，以共用戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)；目前制作網(wǎng)頁(yè)使用較多的VBScript腳本語(yǔ)言也是VB的子集。 利用VB的數(shù)據(jù)訪問(wèn)特性，用戶(hù)可以對(duì)包括Microsoft SQL Server和其他企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)在內(nèi)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)格式創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)和前端應(yīng)用程序，以及可調(diào)整的服務(wù)器端部件。利用ActiveX(TM)技術(shù)，VB可使用如Microsoft Word字處理器、Microsoft Excel電子數(shù)據(jù)表及其他Windows應(yīng)用程序提供的功能，甚至可直接使用由VB專(zhuān)業(yè)版或企業(yè)版創(chuàng)建的應(yīng)用程序和對(duì)象。 用戶(hù)最終創(chuàng)建的程序是一個(gè)真正的EXE文件，可以自由發(fā)布。 VB提供了學(xué)習(xí)版、專(zhuān)業(yè)版和企業(yè)版，用以滿足不同的開(kāi)發(fā)需要。企業(yè)版允許專(zhuān)業(yè)人員以小組的形式來(lái)創(chuàng)建強(qiáng)大的分布式應(yīng)用程序。它包括專(zhuān)業(yè)版的所有特性。 5.3 Visual Basic的其它特性 在Visual Basic以前的版本中。由于仍然擺脫不了解釋執(zhí)行的代碼運(yùn)行機(jī)制，所以在相當(dāng)?shù)某潭壬现萍s了Visual Basic的發(fā)展。從Visual Basic5.0版本開(kāi)始，在Visual Basic中制作的應(yīng)用程序都改變?yōu)榫幾g執(zhí)行，使得Visual Basic的代碼效率有了很大的提高，同時(shí)執(zhí)行的速度也大幅度加快[12]。 當(dāng)然在Visual Basic中還有其它特性，例如： ·面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言； ·結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)； ·事件驅(qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì)； ·支持動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)； ·應(yīng)用程序之間的資源共享。 5.4 程序運(yùn)行界 運(yùn)行VB 6．0，選擇菜單欄上的【新建】/【標(biāo)準(zhǔn)exe】命令，進(jìn)入VB編程環(huán)境，如圖2所示： 圖2 VB編程環(huán)境 5.4.1 設(shè)計(jì)窗口 設(shè)計(jì)窗口是用戶(hù)編寫(xiě)的應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)將要顯示的窗口界面。用戶(hù)在上面添加各種控件，可以顯示文字、圖形、圖像等如圖3。 圖3 設(shè)計(jì)窗口 5.4.2 工具箱 顯示標(biāo)準(zhǔn)的VB控件及已添加到工程中的任何ActiveX控件和可插入對(duì)象。標(biāo)準(zhǔn)工具箱共有包括圖片框、文本框、數(shù)據(jù)、對(duì)象鏈接和嵌入等在內(nèi)的20個(gè)控件，能夠?qū)崿F(xiàn)顯示或繪制圖像圖形、顯示可以編輯的文本、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)、鏈接或嵌入其他程序到VB程序中等基本功能。 除標(biāo)準(zhǔn)控件外．還可以用添加ActiveX控件的方式得到更多的控件，使得編程功能更多。方法是選用【工程】/【部件】/【控件】命令，出現(xiàn)選擇對(duì)話框，勾選需要的控件名前的方框，就可將該控件添加進(jìn)工共箱。要將已添加進(jìn)工具箱且程序未使用的控件取消，去掉控件名前方框中的對(duì)鉤即可如圖4。 圖4工具箱窗口 5.4.3 屬性窗口 屬性是VB語(yǔ)言的一個(gè)重要概念，VB的每一個(gè)對(duì)象均有屬性。通過(guò)屬性窗口可以設(shè)置窗體、控件等對(duì)象的屬性值，這種方法稱(chēng)為設(shè)計(jì)時(shí)改變對(duì)象的屬性值；若用程序代碼設(shè)置對(duì)象屬性，則稱(chēng)為運(yùn)行時(shí)改變對(duì)象的屬性值如圖5。 打開(kāi)某一控件的屬性窗口，可以采用以下任意一種方法： ① 先選定控件．比如在窗體上單擊該控件，然后按F4鍵； ② 先選定控件，比如在窗體上單擊該控件，然后單擊工具欄上的屬性圖標(biāo)； ③ 選擇【視圖】/【屬性】命令，然后在【屬性】窗口上部的下拉列表框選擇某件。 圖5屬性窗口 5.4.4 【工程】窗口 【工程】窗口包含了創(chuàng)建的VB工程文件，比如窗體Form、模塊Module。 應(yīng)用【工程】窗口功能的方法是在【工程】窗口上單擊鼠標(biāo)右鍵，比如想要將【工程】在軟盤(pán)上作一備份，可用鼠標(biāo)右鍵單擊【工程】窗口上的任一項(xiàng)，再在出現(xiàn)的菜單上選擇【另存為】命令，就可以將源程序作一備份了如圖6。 圖6【工程】窗口 5.4.5 代碼窗口 代碼窗口是書(shū)寫(xiě)源程序的地方，在代碼窗口(如圖7)的對(duì)象下拉列表框中選擇窗體或控件名．在過(guò)程下拉列表框中選擇該對(duì)象的事件名，代碼窗口將自動(dòng)出現(xiàn)該對(duì)象的事件過(guò)程的首尾兩行代碼，只需在中間輸入源程序即可。若輸入源程序有語(yǔ)法錯(cuò)誤，VB自動(dòng)出現(xiàn)警示信息并用紅字顯示錯(cuò)誤代碼。 圖7代碼窗口 5.4.6 【窗體布局】窗口(如圖8) 用鼠標(biāo)拖動(dòng)【窗體布局】窗口中的白色窗體，可以調(diào)整程序運(yùn)行時(shí)窗體在屏幕上的顯示位置。 圖8【窗體布局】窗口 5.4.7 菜單欄 菜單欄上的菜單命令，指明了VB能夠完成的功能。單擊菜單欄(如圖9)上的菜單標(biāo)題，會(huì)下拉顯示各菜單項(xiàng)命令。有些菜單項(xiàng)以淺灰色顯示．表名在當(dāng)前狀態(tài)下不可用。 圖9菜單欄窗口 5.4.8 工具欄 工具欄上的圖標(biāo)，代表一些經(jīng)常使用的命令，單擊某圖標(biāo)，與單擊菜單命令或按下快捷鍵的效果一樣。將鼠標(biāo)指針停留在圖標(biāo)上—會(huì)兒，將出現(xiàn)該圖標(biāo)的中文名稱(chēng)；在工具欄上單擊鼠標(biāo)右鍵．將顯示工具欄選擇菜單(如圖10)。 圖10工具欄窗口 5.5 用戶(hù)界面的設(shè)計(jì) 運(yùn)用最優(yōu)化方法建立數(shù)學(xué)模型,確立曲柄滑塊機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K、滑塊行程H等之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,求出零件優(yōu)化結(jié)果。 原始參數(shù)可定為：行程速比系數(shù)K、滑塊行程H。由此設(shè)計(jì)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)程序運(yùn)行界面如圖11所示。 圖11 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化計(jì)算界面 圖11 程序運(yùn)行界面 6 設(shè)計(jì)實(shí)例 例如：一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，其行程速比系數(shù)為K=1.2，滑塊行程H=100mm，試求通過(guò)VB程序優(yōu)化后所得曲柄l、連桿和偏心距e的最優(yōu)結(jié)果。 圖12 程序輸入?yún)?shù)界面 輸出步驟如下： ①輸入選擇參數(shù)如圖12，根據(jù)給定的已知條件，通過(guò)VB編程來(lái)對(duì)未知變量的確定； ② 建立目標(biāo)函數(shù)，對(duì)未知變量進(jìn)行約束； ③ 編寫(xiě)循環(huán)語(yǔ)句并調(diào)用進(jìn)程，來(lái)運(yùn)行程序； ④ 程序運(yùn)行結(jié)束，得出結(jié)果。 輸出結(jié)果如下圖13： 圖13 程序輸出優(yōu)化結(jié)果界面 從圖13中知道： 曲柄l=48mm ，連桿=101mm，偏心距e=22mm 本例運(yùn)用VB編程的設(shè)計(jì)過(guò)程，只是在Windows操作平臺(tái)上，通過(guò)可視化的窗口（圖11），進(jìn)行方便的選取優(yōu)化條件。點(diǎn)擊Windows操作平臺(tái)上的VB窗口上的優(yōu)化結(jié)果按鈕（圖12） 得出優(yōu)化結(jié)果，從優(yōu)化結(jié)果的界面可以看出，通過(guò)VB優(yōu)化的結(jié)果更節(jié)省材料和準(zhǔn)確。 7 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)Visual Basic有了一定的了解和掌握，基本熟悉了Visual Basic語(yǔ)言和機(jī)械設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系，基本掌握了用機(jī)械設(shè)計(jì)思想和運(yùn)用Visual Basic程序設(shè)計(jì)方法對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)化設(shè)計(jì)，使我對(duì)Visual Basic這種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，能夠運(yùn)用Visual Basic軟件按曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的幾個(gè)重要參數(shù)的約束條件建立目標(biāo)函數(shù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，而且通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中還使我具備了以下幾方面的能力： （1）使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)思想的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的提高，進(jìn)一步提高了嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。 （2）鍛煉了用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言Visual Basic軟件同機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程有機(jī)結(jié)合的能力。 （3）進(jìn)一步提高了實(shí)踐動(dòng)手能力。 （4）加強(qiáng)了論文格式及排版的能力，以及抓圖工具的使用。 （5）提高了和老師、同學(xué)討論，解決問(wèn)題的能力。 （6）提高了查閱中外資料和閱讀資料并查找有效信息的能力。 謝辭 在本畢業(yè)設(shè)計(jì)承蒙指導(dǎo)付老師、王老師的認(rèn)真指導(dǎo)和熱心幫助，放棄休息時(shí)間，耐心地輔導(dǎo)我們，才使我在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以按規(guī)定的時(shí)間順利的完成！我們指導(dǎo)老師豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和淵博的知識(shí)以及嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的、認(rèn)認(rèn)真真工作態(tài)度已經(jīng)深深的印在我的腦海里了，對(duì)我影響很大！通過(guò)指導(dǎo)老師的熱心認(rèn)真的指導(dǎo)，使我能夠?qū)C(jī)械原理設(shè)計(jì)的基本知識(shí)能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)并得到提高；對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行有效的查閱；在運(yùn)用軟件時(shí)能夠融會(huì)貫通?？傊谡麄€(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中指導(dǎo)老師給予我了充分耐心的指導(dǎo)，在此我向指導(dǎo)老師以及曾幫助過(guò)我的劉永慶同學(xué)表示真誠(chéng)的感謝?。?！ 參考文獻(xiàn)： ［1］孫桓.機(jī)械原理［M］.北京：高等教育出版社，1996. ［2］王永樂(lè).機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［M］.哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社1987. ［3］婁建國(guó).曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中K值合理范圍的確定［J］.機(jī)械傳動(dòng)，2003(1):41-42. ［4］韓繼光，等.按行程速比系數(shù)設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的解析法［J］.機(jī)械設(shè)計(jì):2004(12):55-56. ［5］鄒慧君，傅祥志等主編. 機(jī)械原理〔M〕.高等教育出版社，1999 ［6］申永勝. 機(jī)械原理教程〔M〕.清華大學(xué)出版社，1999. ［7］李建福. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)極位夾角新定義及按K值圖解設(shè)計(jì)方法的探討[J]. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2002，6. 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rmin As Single, n As Single, x As Single, y As Single, z As Single n = 100 w = 3.1416 * (k - 1) / (k + 1) For a = Tan(w / 2) To 0.5 Step 0.01 b = Sqr((1 - 2 * a * a * (1 + Cos(w))) / (2 * (1 - Cos(w)))) c = (1 - 4 * a * a) / (2 * (1 - Cos(w))) * Sin(w) z = c / (a + b) p0 = (3.1416 / 2) + Atn(z / Sqr(1 - z * z)) y = (c - a) / b If a > c Then r2 = 3.1416 - Atn((-y) / Sqr(1 - y * y)) - 2 * Atn(1) Else r2 = Atn((-y) / Sqr(1 - y * y)) + 2 * Atn(1) End If x = (c - a * Cos(p0 + w)) / b r3 = Atn(-x) / Sqr(1 - x * x) + 2 * Atn(1) If r2 > r3 Then rmin = r3 Else rmin = r2 End If If 0 <= w < (3.1416 / 2) And b - a - c >= 0 And rmin >= (3.1416 * 40 / 180) Then If -rmin < n Then n = -rmin l1 = a * h l2 = b * h e = c * h End If End If Next a End Sub Private Sub command1_click() h = Val(Text2.Text) k = Val(Text1.Text) Call yhsj(k, h) Text3.Text = l1 Text4.Text = l2 Text5.Text = e End Sub Private Sub command2_click() Text1.Text = "" Text2.Text = "" Text3.Text = "" Text4.Text = "" Text5.Text = "" End 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