一种凸轮廓线的设计方法技术

本发明专利技术涉及凸轮技术领域，尤其涉及一种凸轮廓线的设计方法，包括以下步骤：(1)确定的综框运动规律，建立通用曲线运动规律方程，选取特征因子T1＝T2＝0.1、T3＝T4＝0.5、T5＝T6＝0.9，求得对应的参数Ci、Bi、A1和A2；(2)建立凸轮推程回程段函数表达式；(3)通过Adams建模反求画出凸轮廓线。本发明专利技术采用修正系数通用曲线运动规律降低了凸轮的最大速度和最大加速度，速度、加速度和跃度曲线光滑连续，具有良好的运动学特性，达到理想的设计效果。纺织机械开口机中属于中高速中载机构，在凸轮设计中应该选择凸轮曲线的特性值Vm、Am和(AV)m较小的曲线，以改善受力条件，通过计算得出，当T1＝T2＝0.1、T3＝T4＝0.5、T5＝T6＝0.9时，Vm、Am和(AV)m取得最优值，提高了凸轮设计的科学精确度，减少误差，避免相关产品精度不高、动力学特性差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮廓线的设计方法
本专利技术涉及凸轮
，尤其涉及一种凸轮廓线的设计方法。
技术介绍
目前在纺织机械开口机的凸轮结构设计中，要根据机构的运动简图利用Adams软件建立虚拟样机模型，首先选择合适的函数对综框运动规律进行设计。通常所选取的运动规律包括：3-4-5阶多项式位移、谐波位移(余弦加速度)、摆线位移(正弦加速度)、梯形加速度、等跃度运动规律、改进梯形加速度、改进正弦加速度、4-5-6-7阶多项式位移以及高次多项式位移曲线等。但以上几种运动规律不能够满足设计需求。传统运动规律设计的凸轮最大速度和最大加速度都比较大，速度、加速度和跃度曲线连续性受限，运动特性较差，易与实际凸轮廓线产生偏差。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是解决现有的凸轮廓线设计方法设计出的凸轮运动特性较差，易与实际凸轮廓线产生偏差的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种凸轮廓线的设计方法，包括以下步骤：(1)确定的综框运动规律1)将运动参数时间t、位移s、实际速度v、加速度a和j进行无因化，其表达式为式(1)中：T为无因次时间；S为无因次位移；V为速度系数；A为无因次加速度；J为跃度；th为升程或回程的总时间间隔；h为与th相对应的位移；j为加速度的导数；2)建立通用曲线运动规律方程依据式(1)，令i＝1,2,3,4,5,6,7，取时间因子Ti＝T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7，其中，0＜T1＜T2＜T3＜T4＜T5＜T6＜T7≤1，得到无因次加速度A的表达式为对式(2)微分，得到无因次跃度J的表达式为对式(3)积分，得到速度系数V的表达式为对式(4)积分，得到无因次位移S的表达式为其中，利用T0＝0处，V＝0与S＝0、T7＝1处V＝0与S＝1，以及T1～T6处S与V的连续条件，依据式(4)和式(5)，解出下列参数：依据式(6)，计算得出(F1+F2+F3))-1式(8)中M＝(F1+F2+F3)/(F5+F6+F7)(9)；A2＝MA1(10)；3)选取特征因子T1＝T2＝0.1、T3＝T4＝0.5、T5＝T6＝0.9，依据式(6)、式(7)、式(8)、式(9)和式(10)求得对应的参数Ci、Bi、A1和A2；(2)建立凸轮推程段和回程段的函数表达式1)建立凸轮的推程角度及回程角度方程凸轮的推程角及回程角为凸轮的第一周期远休止角为凸轮的第二周期远休止角为凸轮的第三周期远休止角为凸轮的第一周期近休止角为凸轮的第二周期近休止角为凸轮的第三周期近休止角为其中，L为凸轮的型别，a为第一周期中凸轮高点的个数，b为第一周期中凸轮低点的个数，c为第二周期中凸轮高点的个数，d为第二周期中凸轮低点的个数，e为第三周期中凸轮高点的个数，f为第三周期中凸轮低点的个数；2)建立凸轮推程段及回程段函数依据参数Ci、Bi、A1、A2及式(11)、式(12-1)、式(12-2)、式(12-3)和式(13-1)、式(13-2)、式(13-3)，可得出凸轮推程段的函数表达式为凸轮回程段的函数表达式为式(11)的对称方程式(15)；(3)通过Adams建模反求画出凸轮廓线根据式(14)和式(15)建立Adams模型，生成凸轮的理论廓线，将理论廓线数据导入AutoCAD绘制出实际廓线。其中，在步骤(1)中，分别选取时间因子Ti＝T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7，得到无因次加速度A的表达式为将式(14)中的A2取绝对值，利用三角函数的诱导关系，对式(16)进行简化后得(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术凸轮廓线的设计方法采用修正系数通用曲线运动规律降低了凸轮的最大速度和最大加速度，速度、加速度和跃度曲线光滑连续，具有良好的运动学特性，达到理想的设计效果。纺织机械开口机中属于中高速中载机构，在凸轮设计中应该选择凸轮曲线的特性值Vm、Am和(AV)m较小的曲线，以改善受力条件，通过计算得出，当T1＝T2＝0.1、T3＝T4＝0.5、T5＝T6＝0.9时，Vm、Am和(AV)m取得最优值，提高了凸轮设计的科学精确度，减少设计与实际应用的误差，避免相关产品精度不高、动力学特性差的问题。除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本专利技术的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。附图说明图1是本专利技术实施例凸轮廓线的设计方法中步骤(1)通过MATLAB进行数值分析得到的凸轮速度曲线特性图；图2是本专利技术实施例凸轮廓线的设计方法中步骤(1)通过MATLAB进行数值分析得到的凸轮加速度曲线特性图；图3是本专利技术实施例凸轮廓线的设计方法中步骤(1)通过MATLAB进行数值分析得到的凸轮速度加速度乘积曲线特性图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。如图1所示，本专利技术实施例提供的凸轮廓线的设计方法，包括以下步骤：(1)确定的综框运动规律1)将运动参数时间t、位移s、实际速度v、加速度a和j进行无因化，其表达式为式(1)中：T为无因次时间；S为无因次位移；V为速度系数；A为无因次加速度；J为跃度；th为升程或回程的总时间间隔；h为与th相对应的位移；j为加速度的导数；为了便于研究，通常把输入时间t、位移s、速度v、加速度a等运动参数进行无因次处理，变成大写字母表示的相应的无因次量，无因次时间T与无因次位移S与具体的升回总时间th或总位移h无关，在0～1范围变化。无因次速度V可看成是实际速度v与升程或回程的平均速度h/th的比值，所以也称为速度系数。无因次加速度A、跃度J、跳度Q等具有类似的物理意义。2)建立通用曲线运动规律方程依据式(1)，令i＝1,2,3,4,5,6,7，取时间因子Ti＝T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7，其中，0＜T1＜T2＜T3＜T4＜T5＜T6＜T7≤1，得到无因次加速度A的表达式为对式(2)微分，得到无因次跃度J的表达式为对式(3)积分，得到速度系数V的表达式为对式(4)积分，得到无因次位移S的表达式为其中，利用T0＝0处，V＝0与S＝0、T7＝1处V＝0与S＝1，以及T1～T6处S与V的连续条件，依据式(4)和式(5)，解出下列参数：依据式(6)，计算得出(F1+F2+F3))-1式(8)中M＝(F1+F2+F3)/(F5+F6+本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种凸轮廓线的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)确定的综框运动规律1)将运动参数时间t、位移s、实际速度v、加速度a和j进行无因化，其表达式为

【技术特征摘要】
1.一种凸轮廓线的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)确定的综框运动规律1)将运动参数时间t、位移s、实际速度v、加速度a和j进行无因化，其表达式为式(1)中：T为无因次时间；S为无因次位移；V为速度系数；A为无因次加速度；J为跃度；th为升程或回程的总时间间隔；h为与th相对应的位移；j为加速度的导数；2)建立通用曲线运动规律方程依据式(1)，令i＝1,2,3,4,5,6,7，取时间因子Ti＝T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7，其中，0＜T1＜T2＜T3＜T4＜T5＜T6＜T7≤1，得到无因次加速度A的表达式为对式(2)微分，得到无因次跃度J的表达式为对式(3)积分，得到速度系数V的表达式为对式(4)积分，得到无因次位移S的表达式为其中，利用T0＝0处，V＝0与S＝0、T7＝1处V＝0与S＝1，以及T1～T6处S与V的连续条件，依据式(4)和式(5)，解出下列参数：依据式(6)，计算得出式(8)中M＝(F1+F2+F3)/(F5+F6+F7)(9)；A2＝MA1(10)；3)选取特征因子T1＝T2＝0.1、T3＝T4＝0.5、T5＝T6＝0.9，依据式(6)、式(7)、式(8)、式(9)和式(10)求得对应的参数Ci、Bi、A1和A2；(2)建立凸轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭卫东，邹庆晓，刘群信，韩正海，
申请(专利权)人：江苏牛牌纺织机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32