凸輪機構的動態(tài)分析與設計研究.pdf

1、凸輪機構學作為機構學中的一個重要分支,凸輪機構的設計與制造目前還處在相當活躍的階段,還主要體現(xiàn)在凸輪的CAD/CAM和動力學的研究上。
　　 首先介紹了一種適用于中、高速凸輪機構的諧波運動規(guī)律,該運動規(guī)律公式的特點就是它是由多個諧波分量疊加而成,且在一個運動周期內(nèi)能用一個數(shù)學公式來表達。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優(yōu)化位移、速度或是加速度,以此來確定諧波分量的系數(shù);還可以以加速度為優(yōu)化目標函數(shù),約束條件為

2、某時刻對應的位移、速度、加速度或躍度等,轉化為有約束優(yōu)化問題,借助優(yōu)化分析軟件求得諧波分量的系數(shù),并且結合實例,設計完成了諧波運動規(guī)律并在同等條件下與正弦曲線運動規(guī)律,修正正弦曲線運動規(guī)律進行了特性值圖像的對比,從而體現(xiàn)了諧波運動規(guī)律在最大速度和最大加速度較小的優(yōu)點。
　　 其次,課題以機械系統(tǒng)動力學理論為基礎,對凸輪機構進行動力學響應分析,包括位移響應、速度響應和加速度響應,根據(jù)響應結果的對比分析,能夠說明諧波運動規(guī)律在降低高

3、速凸輪機構振動的效果是比較明顯的。分析步驟依次為建模、建立運動微分方程與求解運動微分方程。運動微分方程只在某些簡單情況下可以得到解析解,一般情況下,只能用數(shù)值法進行求解。本文中對動力學響應求得解析解,并與理想輸出響應進行了對比,說明諧波運動規(guī)律被應用于凸輪機構設計的適用性。
　　 最后,對凸輪機構進行了模態(tài)分析,其主要目的是為改進機構的動態(tài)性能以及為優(yōu)化設計提供客觀的參考數(shù)據(jù)。不同階模態(tài)對應的頻率就對應了構件不同的共振頻率,構件