基于动力学性能的粉柱成型高速凸轮运动规律设计

粉柱成型凸轮机构在高速运转时，会引起从动件较大的弹性变形，机构会出现严重振动，从动件输出端运动将偏离预期运动，产生无法忽视的动态误差。此时采用传统方法所设计的凸轮机构运动规律无法完全满足工作需求，为此本文提出一种基于动力学性能的高速凸轮运动规律设计方法。首先建立凸轮传动系统的动力学模型，对其进行动力学分析。然后根据所得凸轮系统动力学特性建立动力学性能评价指标，再将样条曲线作为过渡曲线，建立优化目标函数，并通过遗传算法实现目标函数的求解。在以动力学指标为主的同时，本文还综合考虑了其它运动学指标，保证了高速凸轮机构从动件输出端的运动和动力稳定性，为高速凸轮机构运动规律的设计提供了一个实用的基于动力学性能的设计方法。     

凸轮机构中凸轮廓线设计的新方法

为确保从动件输出端的准确运动规律、减少高速运动时的冲击,建立凸轮机构的动力学系统模型和相应方程,导出从动件输出端的运动规律下凸轮与从动件接触处的运动规律,以此为依据设计了凸轮轮廓曲线,并讨论了机构工作频率对凸轮廓线的影响,为设计高速凸轮机构提供了可靠的依据。     

输入轴速度波动对凸轮机构压力角的影响

凸轮机构的压力角是凸轮机构设计的一个重要参数,决定了凸轮大小和机构强度等诸参数,同时压力角又受其他设计参数尤其是从动件运动规律曲线的影响。在高速凸轮机构中,输入轴速度波动影响从动件的输出响应,文中建立了考虑输入轴速度波动的等效单自由度高速凸轮机构的动力学模型,在此基础上,讨论了输入轴速度波动对凸轮机构压力角的影响。     

节能型盘状凸轮机构凸轮轮廓的设计方法

为确保从动件输出端的准确运动规律、减少高速运动时的冲击,建立凸轮机构的动力学系统模型和相应方程,导出从动件输出端的运动规律下凸轮与从动件接触处的运动规律,以此为依据设计了凸轮轮廓曲线。在此基础上,综合考虑凸轮工作过程中变形,建立了凸轮机构凸轮轮廓接触变形的计算模型,提出将接触变形融入凸轮轮廓精度的设计思想,实现了凸轮轮廓表面粗糙度的合理设计。计算结果表明,该设计思想获得的凸轮轮廓的精度等级较原有设计要低1~2级,因此可降低制造成本,达到节能的目标。     

高速凸轮机构的动态设计

建立了高速凸轮机构的动力学模型及其运动方程式．对具有摆线运动规律的从动件进行了动态响应的分析，并对凸轮机构进行动力学仿真，分析了从动件作用在凸轮上的作用力。为设计人员设计凸轮机构提供了一定的设计依据。     

弧面分度凸轮机构的固有频率分析

以弧面分度凸轮机构为对象,建立了考虑其输入/输出轴的扭转、弯曲刚度及凸轮曲面与滚子间接触刚度等多种因素的动力学模型,在此基础上,重点分析接触刚度、凸轮与分度盘滚子啮合个数的变化、运动规律对系统固有频率的影响。实验结果表明,所建立的动力学模型具有较高的计算精度。     

高速共轭凸轮机构的动态特性分析

在高速凸轮机构中,高副接触处的动力学特性比较复杂,精确分析与设计都比较困难。通过建立高速共轭凸轮机构的刚柔耦合模型,对纯刚体模型和刚柔耦合模型的运动仿真结果进行比较,分析机构中推杆的弹性变形对推杆输出运动的影响;同时对凸轮进行模态分析,为评判凸轮机构的实际工况提供理论依据。利用Adams和Abaqus联合仿真使得理论分析的结果更为全面。     

高速凸轮系统对输入运动的动态响应

对输入改进正弦运动规律的高速凸轮系统建立了动力学方程，推导出动态响应方程式。通过一个算例，计算出盘形槽凸轮机构输入改进正弦运动规律的动态响应，并由计算机绘制的响应谱进行了分析、讨论     

基于Simulink和Pro/E的高速凸轮动态设计

建立了高速凸轮机构的动力学模型及其Simulink仿真模型,提出了一种通过Simulink仿真数据求解高速凸轮轮廓的新方法。通过此方法可方便地求出不同从动件运动规律下盘型凸轮的理论轮廓坐标数据,将数据导入Pro/E后可建立精确的高速凸轮三维立体模型。     

实现复杂运动的高速排线凸轮机构优化设计

针对具有复杂运动特征的高速凸轮机构从动件运动规律,提出用分段多项式进行综合和优化的新方法。其优点在于可以方便地将边界条件指定为确定值或设计变量,将运动曲线的特性值作为优化目标,通过优化获得具有理想运动学和动力学性能的运动规律。通过粽子自动扎线机高速排线凸轮机构从动件运动规律的综合详细阐述了此方法的应用。具体过程为:通过对扎线工艺的分析,设计了排线凸轮机构的工作循环图,利用分段多项式对运动规律进行了综合,建立了以加速度和跃度为双目标函数的优化模型,并应用单纯形法进行了求解。结果表明文中所论方法方便、有效。     

主回凸轮机构中回凸轮运动规律的确定

主回凸轮机构在泵送机构中应用广泛。利用运动传递的连续性，分析了主回凸轮机构中回凸轮与主凸轮之间的运动关系，循序渐进地找到了回凸轮的运动规律，为下一步回凸轮轮廓曲线的确定奠定了基础。     

凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵仿真及分析

针对传统往复泵结构复杂、流量波动较大、凸轮驱动往复泵寿命短等问题,提出了一种凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵,凸轮机构和齿扇齿条机构的交替工作驱动该往复泵的活塞做往复运动,使活塞呈现匀加速—匀速—匀减速的运动规律。建立了活塞的运动方程,并以三缸往复泵为例分析了往复泵的流量特性和相位误差角对流量脉动的影响,建立了凸轮和齿扇齿条复合驱动的三缸往复泵的动力学仿真模型,讨论了液力端载荷作用下活塞的运动特性。研究结果表明:凸轮和齿扇齿条复合驱动的三缸往复泵的流量脉动率仅为1.68%,已经达到曲柄滑块机构往复泵有空气包作用时的效果;相位误差对流量脉动存在一定影响,其大小应控制在±30′以内。仿真结果验证了所提出的凸轮和齿扇齿条复合驱动的新型往复泵的合理性与可行性。     

凸轮机构的机械动力学分析

随着现代制造业的发展,凸轮机构的运用越来越普遍,特别是在机械方面显得尤为突出[4].主要讲述了对于普通的单自由度的凸轮机构在实际运用中的一些动力学的基本问题进行简单的介绍,以及基于pro/e的凸轮机构的动力学仿真对凸轮机构在运动中的速度、位移以及加速度进行动力学仿真分析,再由仿真分析曲线图对凸轮进行有限元分析,从而由运动曲线图及凸轮轴的受力情况分析出,凸轮在运动过程中可能出现的危险截面在何处以及此时对应的凸轮的应力、应变、应变能量和形变的分析云图.     

高速滑块轮式分离系统动态分析及结构参数设计

提出了高速滑块轮式烟支分离系统的一种动力学分析设计方法。在建立滑块系统动力学模型基础上,设计了滑块运动控制凸轮的升程曲线,计算了锁紧弹簧的刚度。基于结构有限元对凸轮进行模态分析,验证了凸轮设计的合理性,从而避免了系统共振。基于虚拟样机技术对系统进行动态性能分析表明,提出的分析与设计方法可以较好地反映高速滑块轮式分离系统的特性,实现准确可靠的分离运动,在减少系统动力消耗的同时避免了滑块腾跳、运动件过度磨损等现象的发生。     

盘形凸轮的解析法设计及宏程序应用研究

凸轮机构以其多用性和灵活性广泛应用于各类机械。用解析法建立凸轮廓线方程,并编制宏程序在数控机床上进行加工,克服了传统的图解法设计与仿形法加工的缺点,提高了凸轮机构从动件的实际运动规律与预期运动规律的吻合性。     

等流量柱塞泵凸轮轮廓的最小二乘法数控编程

针对等流量柱塞泵凸轮轮廓运动规律复杂、加工编程要求高的状况,提出了对轮廓曲线进行最小二乘法拟合与数控编程的方法。首先根据凸轮运动规律按等间隔参数法对凸轮曲线进行了分段离散,对离散点用最小二乘法拟合出凸轮的第一段圆弧;再根据所计算的拟合圆与凸轮曲线的偏差用最小二乘法拟合以得到其余各圆弧段;最终完成了整个轮廓拟合及数控编程。研究结果表明,用该方法进行等流量柱塞泵凸轮的数控编程,拟合圆弧段少、光顺性好,避免了在数控加工时产生振动,可提高加工质量。     

嵌装圆柱式盘状凸轮机构

介绍了一种能够大幅度简化制造工艺的嵌装圆柱式盘状凸轮机构,对其从动件的运动规律进行了理论分析和实例计算,并评价了从动件在不同位置时的运动特性及力输出特性。     

共轭凸轮打纬机构运动精度分析

为了解决国产织机可靠性、稳定性较差,织机速度、运动精度有待进一步提高等问题,借鉴摆动凸轮机构误差分析方法,将凸轮机构反转原理、有效长度理论、转换机构法等多种误差分析技术应用到织机运动精度分析中。开展了剑杆织机共轭凸轮打纬机构在考虑基本尺寸误差、运动副间隙误差及凸轮副磨损误差3种情况下的打纬摇轴摆角误差计算方法的研究,建立了各摆角误差与凸轮转角之间的关系,运用Maple数值分析计算软件对打纬机构的运动精度进行了数学建模及分析计算。研究结果表明,在所考虑的3种主要误差中,共轭凸轮打纬机构的运动精度受凸轮副磨损误差的影响最大,应采取措施控制凸轮副磨损误差。并且该研究对无梭织机的改造和高速剑杆织机的设计应用具有理论指导作用和实用价值。