基于SolidWorks软件对机构进行运动分析的图解方法

    图3中矢量表示B点的速度方向和大小，表示E点相对于B点的速度方向和大小，其它类推。矢量和的大小根据已知条件利用Solidworks软件中的方程式计算产生（图3中带有∑的尺寸），其中矢量方程式如下：“vB@草图1”=“AB@草图1”*“w1”，式中“vB@草图1”为矢量的值，“AB@草图1”为图1 中构件1的长度，图2中线段的长度，“w1”为内部定义的一个变量，用来表示构件1的角速度。

    每个矢量的方向均由图2中构件所约束，如⊥等，则其它矢量的大小依据约束条件自动生成。

    （3） 写出加速度矢量方程式

    ；

    依照相同的原理绘出加速度多边形，图4。

    图4 加速度多边形

    （4）求解及的值，其中可以直接从图3和图4中读出，利用方程式解出，见图5。

    图5 Solidworks 软件的方程式窗口

    从以上得到的计算结果（保留小数后3位），并与解析法的计算结果和基于AutoCAD 软件的图解法的计算结果进行对比，见表1：

    表1 计算结果对比

    从以上3种方法计算结果来看，基于Solidworks 软件的图解法在机构运动分析中与解析法的相对误差已在千分之一以下，精度完全可以满足设计的需要。

    3 结论

    采用Solidworks 软件在作图方面比AutoCAD 软件更加便捷。它采用几何尺寸和几何关系确定几何图形的方式与图解法具有相同的思路，加上方程式功能，使相应的尺寸自动生成，几乎不需要辅助线，界面清晰简捷。

    此外Solidworks 软件还有许多优点，如机构简图绘出后，可以利用其拖曳功能使原动件运动，机构受到几何关系的约束模拟真实运动同时，速度多边形和加速度多边形也随之变动，其方向和大小受几何关系和方程式的共同约束自动产生，因此可以得到不同位置的机构运动状况，甚至由此可以绘出机构的运动曲线。另外应用Solidworks 软件还可以用图解法解决机械原理、机械设计中其它机构的运动分析及参数化设计。