圖3中矢量表示B點的速度方向和大小,
表示E點相對于B點的速度方向和大小,其它類推。矢量
和
的大小根據已知條件利用Solidworks軟件中的方程式計算產生(圖3中帶有∑的尺寸),其中矢量
方程式如下:“vB@草圖1”=“AB@草圖1”*“w1”,式中“vB@草圖1”為矢量
的值,“AB@草圖1”為圖1 中構件1的長度,圖2中線段
的長度,“w1”為內部定義的一個變量,用來表示構件1的角速度。
每個矢量的方向均由圖2中構件所約束,如⊥
等,則其它矢量的大小依據約束條件自動生成。
(3) 寫出加速度矢量方程式
;
依照相同的原理繪出加速度多邊形,圖4。
圖4 加速度多邊形
(4)求解及
的值,其中
可以直接從圖3和圖4中讀出,
利用方程式解出,見圖5。
圖5 Solidworks 軟件的方程式窗口
從以上得到的計算結果(保留小數后3位),并與解析法的計算結果和基于AutoCAD 軟件的圖解法的計算結果進行對比,見表1:
表1 計算結果對比
從以上3種方法計算結果來看,基于Solidworks 軟件的圖解法在機構運動分析中與解析法的相對誤差已在千分之一以下,精度完全可以滿足設計的需要。
3 結論
采用Solidworks 軟件在作圖方面比AutoCAD 軟件更加便捷。它采用幾何尺寸和幾何關系確定幾何圖形的方式與圖解法具有相同的思路,加上方程式功能,使相應的尺寸自動生成,幾乎不需要輔助線,界面清晰簡捷。
此外Solidworks 軟件還有許多優點,如機構簡圖繪出后,可以利用其拖曳功能使原動件運動,機構受到幾何關系的約束模擬真實運動同時,速度多邊形和加速度多邊形也隨之變動,其方向和大小受幾何關系和方程式的共同約束自動產生,因此可以得到不同位置的機構運動狀況,甚至由此可以繪出機構的運動曲線。另外應用Solidworks 軟件還可以用圖解法解決機械原理、機械設計中其它機構的運動分析及參數化設計。
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