凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)研究.pdf

1、凸輪機(jī)構(gòu)學(xué)作為機(jī)構(gòu)學(xué)中的一個(gè)重要分支,凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造目前還處在相當(dāng)活躍的階段,還主要體現(xiàn)在凸輪的CAD/CAM和動(dòng)力學(xué)的研究上。
　　 首先介紹了一種適用于中、高速凸輪機(jī)構(gòu)的諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律,該運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式的特點(diǎn)就是它是由多個(gè)諧波分量疊加而成,且在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)能用一個(gè)數(shù)學(xué)公式來(lái)表達(dá)。其基本思想是以理想工作要求為參考,采用最小二乘法則來(lái)優(yōu)化位移、速度或是加速度,以此來(lái)確定諧波分量的系數(shù);還可以以加速度為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),約束條件為

2、某時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位移、速度、加速度或躍度等,轉(zhuǎn)化為有約束優(yōu)化問(wèn)題,借助優(yōu)化分析軟件求得諧波分量的系數(shù),并且結(jié)合實(shí)例,設(shè)計(jì)完成了諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律并在同等條件下與正弦曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,修正正弦曲線運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了特性值圖像的對(duì)比,從而體現(xiàn)了諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律在最大速度和最大加速度較小的優(yōu)點(diǎn)。
　　 其次,課題以機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ),對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析,包括位移響應(yīng)、速度響應(yīng)和加速度響應(yīng),根據(jù)響應(yīng)結(jié)果的對(duì)比分析,能夠說(shuō)明諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律在降低高

3、速凸輪機(jī)構(gòu)振動(dòng)的效果是比較明顯的。分析步驟依次為建模、建立運(yùn)動(dòng)微分方程與求解運(yùn)動(dòng)微分方程。運(yùn)動(dòng)微分方程只在某些簡(jiǎn)單情況下可以得到解析解,一般情況下,只能用數(shù)值法進(jìn)行求解。本文中對(duì)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)求得解析解,并與理想輸出響應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比,說(shuō)明諧波運(yùn)動(dòng)規(guī)律被應(yīng)用于凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的適用性。
　　 最后,對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析,其主要目的是為改進(jìn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能以及為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供客觀的參考數(shù)據(jù)。不同階模態(tài)對(duì)應(yīng)的頻率就對(duì)應(yīng)了構(gòu)件不同的共振頻率,構(gòu)件