0 引言

    無論是設計新的機械，還是為了了解現有機械的運動性能，對機構進行運動分析是十分必要的。運動分析的主要任務是在已知機構尺寸及原動件運動規律的情況下，確定機構中其他構件上某些點的軌跡、位移、速度及加速度和構件的角位移、角速度及角加速度。同時，它還是研究機械動力性能的必要前提。研究運動分析的方法有圖解法、解析法和實驗法。相比較，實驗法需要專門的設備，需要一定的實驗條件；圖解法形象直觀，易于掌握，但精度不高；解析法計算煩雜，但計算機的普及和發展使之得到廣泛的應用。

    傳統觀點認為圖解法受人工繪圖的影響非常大，精度很低，計算誤差較大，特別是多桿機構，累加的誤差更大，有被解析法取代而趨于淘汰的可能。然而現在出現的各種CAD 軟件代替了傳統的直尺、圓規等工具，且它們具有傳統手段所不具備的精確定位和查詢圖形參數的功能。如果設計人員充分利用這一特性，那么制約圖解法的精度問題就不復存在了，因此圖解法仍然是機構設計的有效手段。

    1 計算機輔助圖解法

    Solidworks 軟件是基于尺寸驅動的一種CAD 軟件，它可以根據輸入的尺寸確定圖形幾何元素，只要標注出該尺寸，就可以約束幾何元素的形狀、大小等。這樣在創建模型時，只要確定圖形元素的幾何參數和圖形元素相互之間的幾何關系就可以得到與真實機構一樣的模型。Solidworks 軟件的尺寸有驅動和從動之分，驅動尺寸可以約束驅動模型的變化；從動尺寸是指尺寸由其他尺寸或條件所驅動，且不能被修改，Solidworks 的尺寸標注主要有：兩點之間的距離及其水平方向和垂直方向的距離、線段的長度及其水平方向和垂直方向的長度、兩直線之間的夾角、點到直線的距離、圓弧半徑或直徑、圓弧長度等等，Solidworks還可以通過使用方程式來定義參數和尺寸之間的數學關系，因此，通過此軟件可以精確制圖，也可以利用它精確計算，下面以平面連桿機構為例，說明用Solidworks 軟件進行的圖解法和主要步驟：

    （1）根據已知條件，確定各桿件的位置，標注出各構件的尺寸。

    （2）確定各個運動副的相對關系，如將機架固定下來，轉動副約束兩個構件的端點重合，移動副約束一個構件的端點與另一構件重合。

    （3）建立速度矢量方程式，根據方程式繪出速度多邊形，依據速度方向與構件的關系進行約束，同時利用方程式計算出相應速度的值，并把該值標注在此速度矢量上，從而可以得到每個速度矢量的方向和大小，最后可以求解出相應的角速度以及構件上任意點的速度。