[發(fā)明專利]一種可擴展近休止角的傅里葉級數(shù)凸輪設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110773097.X
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113591237A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周長江;蔣興和;王海航
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南磐鈷傳動科技有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/20
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43222
• 代理人: 葉舟

1.一種可擴展近休止角的傅里葉級數(shù)凸輪設(shè)計方法，其特征在于，如下步驟：

步驟一、根據(jù)設(shè)計要求，給定傅式凸輪允許的位移的最大誤差ε_s、速度允許的最大誤差ε_v、加速度允許的最大誤差ε_a；

步驟二、根據(jù)工況確定傅式凸輪近休止期，求出系數(shù)γ和δ；

步驟三、利用有限項傅式級數(shù)來表示凸輪的位移函數(shù)；

步驟四、求解有限項n時，傅式凸輪允許的位移的最大誤差為ε_s、速度允許的最大誤差為ε_v和加速度允許的最大誤差為ε_a,若滿足條件ε_s≤ε′_s；ε_v≤ε′_v；ε_a≤ε′_a，則確定n的值，得到傅式凸輪的實際位移函數(shù)中的S(θ),其中θ為傅式凸輪的轉(zhuǎn)角，S(θ)為對應(yīng)于θ角度時的推桿位移；將S(θ)帶入傅式凸輪輪廓解析式求得傅式凸輪輪廓；否則增加n值，重新計算；

步驟五、根據(jù)近休止期的映射關(guān)系，反求出S(t)′、V(t)和A(t)；S(t)′表示運用改進算法求解的傅式凸輪位移傳遞函數(shù)，V(t)表示運用改進算法求解的傅式凸輪速度函數(shù)，A(t)表示運用改進算法求解的傅式凸輪加速度函數(shù)；

步驟六、基于S(t)′、V(t)和A(t)，設(shè)計出傅式凸輪輪廓。

2.如權(quán)利要求1所述的可擴展近休止角的傅里葉級數(shù)凸輪設(shè)計方法，其特征在于，所述步驟二包括如下步驟：

2.1、當傅式凸輪近休止角為90°，傅式凸輪對應(yīng)的近休止期為[0,90°]U[360°-90°,360°]，運用傳統(tǒng)算法求解的傅式凸輪位移傳遞函數(shù)S(t)為：

2.2當限定設(shè)計的傅式凸輪的近休止角為θ’，且0≤θ’＜90°；則θ’對應(yīng)的近休止期為[0,θ’]U[360°-θ’,360°]；

此時，建立改進算法求解的傅式凸輪位移傳遞函數(shù)S(t)′，改進算法如下：

其中，a₀表示傅里葉級數(shù)展開式中的常數(shù)項；a_k表示傅里葉級數(shù)展開式中第k個a值系數(shù)；k表示傅里葉級數(shù)展開式中第k個值；ω表示凸輪機構(gòu)的運動角速度，t表示時間；b_k表示傅里葉級數(shù)展開式中第k個b值系數(shù)；γ和δ均表示系數(shù)；

由公式(2)建立起θ與θ₀之間的關(guān)系，

θ₀＝γθ+δ (2)

θ₀表示采用改進算法求解時傅式凸輪位移傳遞函數(shù)是的傅式凸輪轉(zhuǎn)角，θ表示采用傳統(tǒng)算法求解時的傅式凸輪轉(zhuǎn)角；

建立傅式凸輪的近休止期[0,θ’]U[360-θ’,360]與傅式凸輪的近休止期[0,90]U[360-90,360]的映射關(guān)系，則在傅式凸輪的升程階段，有以下一元二次方程：

當θ₀取值為θ’，θ取值為90°時，求解得到γ和δ的值如下：

同理在傅式凸輪回程階段，得到θ與θ₀之間的關(guān)系也如公式(2)所示。