弧面凸輪機構(gòu)運動曲線的反求優(yōu)化研究.pdf

1、空間弧面分度凸輪機構(gòu)因具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠等諸多優(yōu)點，在自動化機械，如自動換刀系統(tǒng)、包裝機械、自動生產(chǎn)線、自動交換系統(tǒng)等方面得到了廣泛應用。以弧面凸輪為核心部件，目前已開發(fā)出了多種常用的驅(qū)動和控制裝置?；∶嫱馆喎侄葯C構(gòu)是實現(xiàn)高速、高精度間歇分度運動的新型傳動裝置，應用廣泛，受到越來越多的國內(nèi)外學者的研究，并取得了顯著的成果。目前其理論研究已趨于成熟。
　　然而由于弧面分度凸輪的廓面為空間不可展開的螺旋面，這給弧面凸輪的設(shè)計、制造

2、帶來了諸多不便。在遇到弧面凸輪損壞，無法得知原有弧面凸輪的設(shè)計參數(shù)時，只能通過測量有限的數(shù)據(jù)去反求原有弧面凸輪輪廓。在原有參數(shù)化設(shè)計方法上，弧面凸輪廓面是由從動件的運動規(guī)律決定的，如果能夠得到從動件的運動規(guī)律曲線，那么就能夠反求出弧面凸輪的輪廓曲線。所以求解弧面凸輪廓面（線）的問題可以轉(zhuǎn)化為求得符合要求的從動件運動規(guī)律曲線。為此，本文將重點放在弧面凸輪特征曲線反求優(yōu)化上面，通過探索將遺傳算法應用于弧面凸輪特征曲線優(yōu)化反求，得出了將遺傳算

3、法用于弧面凸輪特征曲線優(yōu)化設(shè)計可行，并能取得較為理想的結(jié)果。
　　本文的工作可總結(jié)如下:
　　(1)介紹了弧面凸輪的結(jié)構(gòu)以及相關(guān)理論。列舉了常用凸輪的運動規(guī)律曲線，著重介紹了通用簡諧梯形運動規(guī)律。并對弧面凸輪運動規(guī)律曲線的選用原則進行了說明。從傳統(tǒng)設(shè)計方法出發(fā)，采用坐標變換法推導出弧面凸輪工作廓面及理論廓面方程。
　　(2)闡述了曲線的插值與擬合概念，應用幾種常用的曲線插值及曲線擬合方法對弧面凸輪特征曲線進行反求，由實

4、例結(jié)果分析了其各自的特征及優(yōu)劣。
　　(3)將遺傳算法用于弧面凸輪特征曲線反求優(yōu)化。介紹了遺傳算法的特點及操作流程，利用罰函數(shù)對約束條件進行處理，通過具體實例驗證了以實數(shù)編碼的遺傳算法用于弧面凸輪特征曲線優(yōu)化的可行性;對不同優(yōu)化目標下得到的方案進行了對比和評價，指出使用遺傳算法用于此可行，并具有其獨特的優(yōu)點。
　　論文主要工作是在Matlab中展開的，通過編制M文件，比較了不同曲線擬合及差值方法，最后給出了遺傳算法思想下弧面