弧面凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)曲線的反求優(yōu)化研究.pdf

1、空間弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)因具有結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化機(jī)械，如自動(dòng)換刀系統(tǒng)、包裝機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線、自動(dòng)交換系統(tǒng)等方面得到了廣泛應(yīng)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(dòng)和控制裝置。弧面凸輪分度機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)高速、高精度間歇分度運(yùn)動(dòng)的新型傳動(dòng)裝置，應(yīng)用廣泛，受到越來越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)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(jì)、制造

2、帶來了諸多不便。在遇到弧面凸輪損壞，無(wú)法得知原有弧面凸輪的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，只能通過測(cè)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(jì)方法上，弧面凸輪廓面是由從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定的，如果能夠得到從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)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(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線。為此，本文將重點(diǎn)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(yīng)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(jì)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(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線，著重介紹了通用簡(jiǎn)諧梯形運(yùn)動(dòng)規(guī)律。并對(duì)弧面凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線的選用原則進(jìn)行了說明。從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法出發(fā)，采用坐標(biāo)變換法推導(dǎo)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(yīng)用幾種常用的曲線插值及曲線擬合方法對(duì)弧面凸輪特征曲線進(jìn)行反求，由實(shí)

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(diǎn)及操作流程，利用罰函數(shù)對(duì)約束條件進(jìn)行處理，通過具體實(shí)例驗(yàn)證了以實(shí)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(duì)不同優(yōu)化目標(biāo)下得到的方案進(jìn)行了對(duì)比和評(píng)價(jià)，指出使用遺傳算法用于此可行，并具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
　　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