从动件运动规律的通用表达式及在凸轮设计中的应用

从具有特殊要求从动件运动规律出发 ,推导出了凸轮机构从动件运动规律一般的通用表达式。利用通用表达式在进行低、中、高速凸轮轮廓曲线的设计中 ,可用多段曲线进行优化设计 ,在满足从动件的基本功能的前提下 ,兼顾不同的动力学要求 ,实现凸轮运动学和动力学性能的优化组合 ,对凸轮轮廓曲线进行优化设计     

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。     

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。     

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。     

胶印机收纸系统凸轮动力学仿真与优化

针对胶印机收纸系统在纸张交接时振动剧烈的问题,采用简谐梯形运动规律重新设计滚子凸轮回程运动曲线,得到动力学性能更好的收纸系统凸轮。建立摆动从动件数学模型,采用简谐梯形运动规律设计滚子凸轮回程曲线;在MSC-ADAMS中生成收纸牙排模型,反求凸轮轮廓;并通过原凸轮和新凸轮的动力学仿真对比,验证其速度和加速度均得到优化。     

基于多项式型运动规律凸轮配气机构运动仿真

针对12150L型柴油发动机气门凸轮式配气机构,基于多项式型运动规律,设计最佳凸轮轮廓线型,以减少从动件运动冲击,提高发动机性能。Matlab对不同类型从动件多项式运动规律进行仿真,得出位移、速度、加速度与凸轮转角之间关系曲线,对比结果显示五次多项式运动规律下配气机构从动件产生惯性力最小,凸轮从动件冲击现象最小。     

凸轮从动件运动规律完整通用表达式设计及软件运用

在凸轮机构各种分析的基础上,运用Visual B开发软件,并从具有特殊要求从动件运动规律出发,推导出凸轮机构从动件运动规律一般通用表达式,可满足中、低、高速等各种凸轮轮廓曲线的设计。用户只需评估凸轮机构的性能曲线,如性能曲线不能满足设计要求,可以修改输入的参数来最终满足要求。     

偏心旋转-摆动式凸轮机构设计

运用极坐标矢量法对一种偏心旋转-摆动式凸轮机构的凸轮轮廓曲线进行了设计计算.首先,将机构中的构件用极坐标矢量来表示;然后,根据凸轮机构的矢量图,由从动件的运动规律逐步推导出凸轮从动滚子的运动规律;最后,由从动滚子的运动规律求解出凸轮的实际轮廓.这种方法具有计算精确的特点,能够完成具有复杂运动从动件的凸轮机构的设计.     

一种拉链去齿用凸轮机构的改进优化

某拉链生产设备的去齿机构选用了摆动从动件盘形凸轮机构。为提高设备工作时的稳定性,对凸轮轮廓进行理论分析,依据不同运动规律的运动特性,在推程段选用三段式加速度运动规律,通过解析法推导出从动件运动方程。为选取三段式加速度最佳分段点,以凸轮的负载最小为优化目标、分段点取值为设计变量构建优化模型,采用标准粒子群优化算法对目标函数进行优化求解。依据求解结果,利用Matlab及SolidWorks软件完成优化后凸轮的物理建模,最后采用多体动力学软件Adams得到摆动从动件盘形凸轮的运动仿真曲线。结果表明,该凸轮优化方法有效地优化了凸轮轮廓曲线,一定程度上提高了切刀运行时的稳定性,为实际生产中设备改进提供了可靠的路径。     

摆动支点可变的平底从动件凸轮连杆机构的综合

研究了在烟草机械清洗设备中使用的一种摆动支点可变的平底从动件凸轮连杆组合机构.该机构将摆动从动件的枢轴安装在轨迹方向可调的滑块上,从动件进行复杂的平面运动,其输出角度的运动范围可根据输出要求进行调整.为了综合该机构,首先,建立了相关模型;然后,采用反转法和包络理论,推导了凸轮轮廓坐标求解模型;最后,选择相应的从动件运动规律,计算相应的凸轮轮廓坐标,通过插值得到整个凸轮轮廓曲线.利用该过程设计了实例机构的运动凸轮,并通过运动仿真进行了验证.研究工作解决了实际装备的设计问题,也丰富了凸轮-连杆机构的设计理论.     

新型平行分度凸轮机构的综合与仿真

提出了一种新的平行分度凸轮机构 ,它的特点是其分度凸轮具有自共轭的凸轮齿 ,使分度期凸轮具有连续的工作表面 ,从而能够提高机构的动态性能。介绍了该机构的模型和工作原理 ;通过分析和综合 ,给出了该机构存在的一组参数。应用相对运动法导出了自共轭凸轮齿的齿廓方程。基于对该机构的综合结果 ,开发了平行分度凸轮轮廓自动设计和机构运动仿真的CAD程序。设计示例表明 :新机构的运动原理是可行的     

A CAD/CAM System for High Performance Precision Drum Cams

This paper describes a computer-aided design and manufacturing system for the design and production of complex profiles for high-performance drum cams within the specified tolerance. The system graphically generates the cam profile on the cylindrical drum after performing an analysis of the kinematic performance for the prescribed follower motion, using a B-spline representation of follower curves. Eight different types of follower motion for a translating follower are considered. The kinematic performance is based on the criteria of achieving the lowest levels of velocity and acceleration for each curve. The system is also able to simulate the motion of the designed cam graphically. The system also recommends the best cam profile on the basis of comparing the kinematic performance of all the B-spline representations of all the follower motions.     

设计平面凸轮轮廓的新方法

提出了设计平面凸轮轮廓的相对运动法,这是一种适用于各种平面凸轮轮廓设计的通用方法。利用从动件相对凸轮运动的相对速度、相对加速度和从动件的表面法线确定平面凸轮的轮廓方程、压力角和曲率半径是该方法的基本原理。通过建立基于反转原理的通用模型、坐标系和齐次坐标变换技术,导出了平面凸轮的轮廓方程、压力角和曲率半径的一般表达式。该推导过程不仅适用于手工完成,而且为平面凸轮轮廓设计的智能化、自动化打下了基础。根据设计的自动推导和求解策略,用C++和OpenGL语言开发了计算机辅助设计程序实现了平面凸轮轮廓设计和机构运动仿真的自动化。最后,给出了设计和仿真实例。     

平底从动件盘形凸轮机构的研究

根据已知凸轮机构运动简图，提出了凸轮轮廓参数确定平底从动件运动规律的分析算法，建立了相应的代数算式；并在此基础上，导出了根据预定的从动件运动规律确定凸轮轮廓参数的代数算式；并验证了算法的正确性。     

凸轮机构综合与分析的接触条件法

以从动件与凸轮轮廓必须保持直接接触的约束条件建立位置方程,再通过位置方程对凸轮转角的求导,导出了轮廓极径的一、二阶导数与从动件类速度和类加速度之间的关系方程;利用上述方程,根据已知的凸轮轮廓,确定出从动件运动量的变化规律,并按照取定的从动件运动规律,导出了凸轮的轮廓方程和曲率半径等参量。     

平底摆动从动件等宽凸轮机构的设计

详细叙述了平底摆动从动件等宽凸轮机构的设计 ,推导了其回程运动规律 ,并提出其回程运动规律和升程运动规律是不同的 ,纠正了文献 [1]的错误