[發明專利]一種高速穩定凸輪設計方法

在審

• 申請號: 201710588229.5
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107273644A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 顧寄南;唐仕喜;丁衛;尚正陽;吳倩;王飛;唐良穎
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F16H25/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及凸輪設計領域，特別涉及一種高速穩定凸輪設計方法。

背景技術

由于凸輪在操作轉速，運動精度，結構剛度，生產成本等方面許多優良特性，凸輪組件是在網機、織機中大量使用，是網機、織機重要工作部件，隨著生產率的提高，機器的運轉速度日益提高，其在工作過程中高速運轉，如何保證凸輪組件的高速、穩定運行是凸輪機構設計的重要目標。2012年，王曦等提供了一種變焦凸輪曲線的快速設計優化方法，解決了傳統凸輪曲線的升角難以控制的問題；伍良前等提出了一種凸輪型線平滑優化設計方法，利用優化后的型線表加工出振紋較小的凸輪；2014年，朱世林等提出了一種數控磨床凸輪磨削的速度優化控制方法，解決了常用的恒角速度磨削產生的非線性彈性變形和恒線速度磨削的過切或切削不充分現象；閏世民提出了一種數控凸輪銑床銑削速度優化控制方法，每種產品只需制作一次控制參數，導入數控程序中，即可永久使用。

但是，當凸輪高速運行時，凸輪與從動件之間會產生振動，同時摩擦力也增大，并產生高溫，縮短了凸輪工作壽命，且在高速運轉使用過程中產生嚴重噪音?，F已有的專利對凸輪輪廓曲線進行了優化，并對縫制裝置中的凸輪機構進行了改進，采用滾針結構，增加了通風孔，一定程度上減少了振動與摩擦，降低了噪聲，這種改進并不適用于網機、織機中的大體量凸輪優化。若在高速運動過程中使用彈性從動件，從動件彈性引起的機械振動迫使從動件實際運動偏離理論運動規律,產生動態運動誤差和停歇時的定位誤差。這對網機、織機的上勾、下勾定位不利。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種高速穩定凸輪設計方法，可以使高速運動過程中，凸輪驅動系統的振幅最小，從而減小從動件的輸出運動與輸入運動的動態誤差，同時減小附加動載荷，減少系統噪聲與磨損，提高使用壽命。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種高速穩定凸輪設計方法，包括如下步驟：

S01：確定凸輪輪廓曲線，具體如下：

S01.1：將凸輪輪廓曲線分為等速段、靜止段和正弦加速度段；

S01.2：將正弦加速度段進行分段處理；

S01.3：假設凸輪基圓半徑為r₀，從動件升程為h，0為凸輪轉角，s為凸輪轉角0時的位移，v為凸輪轉角θ時的速度，a為凸輪轉角0時的加速度，ω為凸輪轉角0時的角速度，凸輪輪廓曲線的生成；

S01.4：對凸輪輪廓曲線偏置，重新按照S01.3生成凸輪輪廓曲線；

S02：確定凸輪本體滑槽的位置；

S03：確定凸輪本體內的平穩孔位置和大小。

進一步，所述S01.1具體為將360°內凸輪輪廓曲線分為等速段、靜止段和正弦加速度段，等速段的范圍為[0°，θ₁]、靜止段的范圍為[θ₁，θ₂]、正弦加速度段的范圍為[θ₂，360°]，其中，θ₁、θ₂為分段點的凸輪轉角。

進一步，所述S01.2具體為將正弦加速度段分為4段，第一段的范圍為表示周期為T_a的正弦加速度曲線；第二段的范圍為表示周期為3T_a的正弦加速度曲線；第三段的范圍為表示周期為3T_d的正弦加速度曲線，第四段的范圍為表示周期為T_d的正弦加速度曲線，其中θ₂+T_a+T_d＝360°。

進一步，所述S01.3具體為：

[0°，θ₁]的等速段曲線生成方法：

v＝ωr₀，

a＝0；

[θ₁，θ₂]的靜止段曲線生成方法：

s＝h，

v＝0，

a＝0；

[θ₂，360°]的正弦加速度段曲線生成方法：

第一段

第二段

第三段

第四段