即  （2）
 —机构极位夹角，是摆杆 在左右两极限位置时，曲柄及曲柄延长线所夹的锐角。
由文献 知机构行程速比系数 ：
 （3）
 （4）
 —摆杆摆动的最高点至最低点距离的一半
2、机构压力角间函数的关系
机构在行程过程中,由于对称性,刨头最大压力角可能位置是处在导杆位于 、 处的位置,可能的最大压力角分别为 、 ,摆动导杆的最大压力角位置是导杆处于处,最大压力角为 ，三者的最大值即为机构的最大压力角。设以摆杆摆动的最高、最低点的中心位置为坐标点，刨头滑杆位置下移量为设计变量 , 根据几何关系有:
 （5）
 （6）
则  （7）
 （8）
①—导杆在处的压力角
②、—刨头在 、 处的压力角
由于机构压力角呈连续变化，且压力角与、呈背离关系,随着增加则、减小，且 ,所以要使机构最小传动角呈最大,或者机构最大压力角呈最小,则需要有 。
同时要使机构行程速比系数最大，由（3）式可知，当 ，所以，要使最大则需最大。
又由（7）式知，在已知连杆 时，当 ，所以，要使最大，需最小，即 最小（若不确定，则由（7）式知，当 ，因过大会影响刨床尺寸，所以应确定），则设计问题规律有：
3、最优化数学模型的建立
本设计以满足机构运动性能为前提，令机构最小传动角 等于已知许用传动角 ，追求机构工作效率最高、机构行程速比系数最大为寻优目标函数。
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