姚芳

（滁州职业技术学院汽车工程系，安徽 滁州239000）

CAD技术在产品设计过程中的优势越来越明显，本文以四连杆机构为对象，讲述其应用。首先对四连杆机构进行运动学分析，得到未知运动变量关于杆长参数及输入变量的关系。然后，以VBA为二次开发的编程接口，进行Solid Works参数化机构建模及运动仿真设计；进一步地，利用MATLAB对机构位置变量进行周期内连续跟踪，以图线形式显示，据此，观察变化趋势及幅值看是否满足设计要求，并结合图线的物理意义，求解机构参数，如极位夹角、最小传动角等；借助Solid Works/Solid Works Motion的运动仿真功能，建立四连杆仿真模型并设置仿真参数进行运动学分析，得到杆件的运动参数随驱动杆参数一周期变化的关系，并与通过MATLAB精确计算的结果对比，以此说明二者的特点及优选仿真方法。

一、四杆机构的运动学分析

如图1，四杆机构杆矢量构成封闭矢量多边形，即ABCDA，其各矢量之和必等于零。即

（一）位置分析

将式（1）矢量方程向两坐标轴投影，并改写成方程左边仅含未知量项的形式，即得

图1 四杆机构封闭矢量图

整理得三角函数方程

其中

解得

（二） 速度、加速度分析

将式（2）对时间取一阶导、二阶导，并经适当运算、整理，得

式（5）为角速度分析结果，式（6）为角加速度分析结果。

二、Solid Works 软件下基于VBA 的的四连杆运动图解辅助设计

Solid Works是一款方便实用的三维造型软件，且对装配体设置机架和驱动后，可进行实际运动过程的动画模拟，鉴于此，在传统的图解法设计四连杆机构阶段及设计完成后，辅以适当的运动动画，可更直观地展示各零（部）件间的相对运动情况，及早发现设计缺陷。……