VC++铰链四杆机构运动仿真编程示例-对话框.doc

VC++铰链四杆机构运动仿真编程示例 （基于对话框风格的程序实现） 一. 铰链四杆机构的运动分析原理 如图所示铰链四杆机构。已知各杆长，原动件的位置角其角速度为常数，且以逆时针方向为正。求解程序：首先建立机构的位置方程式，求出给定时的构件2、3的位置角。将位置方程分别对时间t求导一次、二次，得速度方程式和加速度方程式，并求得各构件的角速度和角加速度。1．位移分析 为建立机构的位置方程式，首先画出各构件的矢量指向（如图所示）。以x轴正向沿逆时针方向画出各杆的转角及，由矢量封闭回路ABCD写出矢量方程 将上述矢量方程写成坐标方程 (3-1) 上述方程的待求量为。由于该方程为的非线性方程，为方便起见，在图中加辅助矢量，即。在封闭矢量回路ABD中 及 （3-2） 解得： （3-3） 在封闭矢量回路BCD中 及 解得 (3-4) 注意：按正切函数求其角度时，应根据函数中分子分母的正负号判断所在象限后决定。而按余弦函数求其角度时，如上式中由的值求时，由于=，故有两个解。当用时为图3-3中所示的解，即C点在BD线之上；当用时为另一解，即C点位于BD线之下（图中未示出）。2．速度分析 将式（3-1）对t求导，注意到，得 (3-5) 为求解方便起见，采用坐标旋转方法。例如求时，可将式（3-5）中第一式的项消去，即将坐标系假想按逆时针方向旋转，此时该公式中各转角应加上（-），即可消去。按此法求得、的公式 (3-6) 3．加速度分析 将式（3-5）对时间t求导，并注意到,得 (3-7) 同样采用坐标旋转法，可求得、 (3-8) 二. 编程步骤 1. 在项目类型中选择MFC AppWizard(exe)，项目名取为“FourBar”，在location中指定一个工作路径用于放置程序文件。 2. 在程序向导的第1步选择建立一个基于对话框的应用程序，点击“Finish”结束向导。 3. 在对话框窗口布局控件。首先选中已有的静态文本“TODO:在这里设置对话框控件”，delete将其删除。从右侧控件工具栏中点击“Picture”图片控件，在对话框空白区域拖出一个矩形窗口，右键点击控件边框，弹出属性对话框，设定其Type属性为Rectangle，color为white，其余不变。再点击Group Box（成组框）控件，在对话框空白区域拖出一个矩形窗口，将其caption改为“输入四杆机构参数”，并在其中布置四个静态文本控件和四个编辑框控件，分别对应输入四杆机构的四个杆长尺寸。 为各个编辑框控件指定控件的ID号： AB杆：IDC_AB； BC杆：IDC_BC； CD杆：IDC_CD； AD杆：IDC_AD。 4. 在成组框的下方添加2个按钮，其caption分别为“开始运动”和“停止运动”，其ID分别为IDC_START和IDC_STOP。将已有的“确定”按钮拖至下方，caption改为“退出”，并删除原有的“取消”按钮。这样对话框界面就设计好了。后续可以根据需要添加其他功能按钮等。 5. 为对话框中的控件添加相应的成员变量：点击菜单“View →ClassWizard” ，点击“Member Variables”标签项，为对话框中的控件添加对应的成员变量如下图所示。 6. 四杆机构参数包括：各杆长尺寸ab，bc，cd，ad，曲柄位置角φ1、连杆位置角φ2、摇杆位置角φ3、机架倾角θ4。在CFourBarDlg类中添加成员变量angle1，angle2，angle3，sita4，分别对应为AB、BC、CD、AD四杆的位置角，类型均设置为double。 7. 初始化四杆机构的参数：在CFourBarDlg类的OnInitDialog()函数中添加初始化代码： // TODO: Add extra initialization here m_ab=100; m_bc=250; m_cd=200; m_ad=200; sita4=0; angle1=45; angle2=0; angle3=0; UpdateData(FALSE); //将初始设定的杆长尺寸填入编辑框中显示 8. 在CFourBarDlg类中添加成员函数DrawFourbar()，类型为void。将来在这个函数中实现四杆机构的参数计算及绘图。 9. 在FourBarDlg.cpp前面加上科学计算的头文件，这样就可以支持三角函数的计算。 #include stdafx.h #include FourBar.h #include Fo