【正文】 共軛凸輪機構(gòu)計算機輔助設(shè)計 第 36 頁 共 114 頁 圖 51 共軛凸輪計算機輔助設(shè)計界面 共 軛 凸輪機構(gòu) 設(shè)計模塊 選擇界面 選擇 界面如圖 52所示 ，選擇任一設(shè)計模塊，進入下一界面。 共軛凸輪機構(gòu)計算機輔助設(shè)計 第 34 頁 共 114 頁 小結(jié) 本章采用遺傳算法作為優(yōu)化方法，以凸輪機構(gòu) 推 程段的傳動效率最大為優(yōu)化目標，實現(xiàn)了對 共軛 凸輪機構(gòu) 主凸輪 參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，對 共軛 凸輪機構(gòu)的設(shè)計有實際意義。 變異運算是依據(jù)變異概率己將個體編碼串中的某些基因值用其它基因值來替換，從而形成一個新的個體。 選擇過程的第一步是計算適應(yīng)度。遺傳算法的運行參數(shù)有種群規(guī)模 M，遺傳運算的終止進化代數(shù) T，交叉概率 Pc，變異概率 Pm。遺傳算法是建立在達爾文的生物進化論和孟德爾的遺傳學(xué)說基礎(chǔ)上的，它模仿了生物的遺傳、進化理論，并引用了隨機統(tǒng)計理論，其求解過程是從一個初始變量群體開始，一代一代地尋找最優(yōu)解，直至滿足收斂判斷或預(yù)先設(shè)定的迭代次數(shù)為止的過程，是一種迭代式搜索算法。 c. 接觸強度條件 由于凸輪與從動件滾子之間是高副接觸，因而接觸面上的點蝕與磨損極易造成凸輪機構(gòu)的損壞，為提高凸輪的使用壽命，應(yīng)保證凸輪接觸表面有足夠的接觸強度。 共軛凸輪機構(gòu)計算機輔助設(shè)計 第 28 頁 共 114 頁 目 標函數(shù)的確定 由于是對效率最大值的尋優(yōu)，因此 目標函數(shù) 為： ? ? ? ?? ? 12s i ns i n c osc oss i n ????? ?????? ??? ???? rABAB RLLxF （ 412） 約束條件的確定 a. 壓力角條件 凸輪機構(gòu)的壓力角是高副接觸點的正壓力方向與從動件上力作用點的線速度方向所夾的銳角，用 ? 表示。 rRDD ? 得： ? ? ???? s ins in39。 凸輪機構(gòu)傳動效率 共軛凸輪機構(gòu)在運動過程中，受到各種載荷的作用，一般包括工作載荷、慣性力、阻尼力，這些載荷的大小、方向和作用點在凸輪運轉(zhuǎn)的每一個循環(huán)內(nèi)，通常都是變化的，因此在設(shè)計凸輪時最重要的是從動件與凸輪輪廓接觸點處的作用力。有了基圓半徑 ,則由公式 （ 313） 、 （ 314） 得出主凸輪的理論輪廓線 ,由公式 （ 317） 、 （ 318） 得出主凸輪的實際輪廓線。通常要求兩凸輪的最小半徑尺寸相等 , 此時為使兩凸輪的最大半徑盡可能相等 ,則擺桿長度 1ABL 和 2ABL 不能相差太大 [11]。39。= [ 3 0 6 0 +3 0 ]S = [ 6 0 1 8 0 +1 2 0 ]hh? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ?? （ 311） 回程階段的運動方程為 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 19 頁 共 114 頁 ? ?3 4 50 0 039。 2 39。 ( )4SShShhShS? ? ???? ? ?????? ? ? ??????? ? ? ?????? ????? （ 35） 等減速段的運動方程為 200200020202()()439。 各運動規(guī)律的運動方程如下： a. 等速運動規(guī)律 (直線運動 ) 推程階段的運動方程為 00S=39。 共軛凸輪機構(gòu)計算機輔助設(shè)計 第 10 頁 共 114 頁 圖 23 選擇界面 3. 共軛凸輪設(shè)計 共軛 凸輪機構(gòu)設(shè)計主窗體如圖 24所示 。 Form相應(yīng) 于 DDE 協(xié)議，這些控件提供了完整任務(wù)，一次 DDE鏈接需要的屬性和事件，以及設(shè)置必要參數(shù)和響應(yīng) DDE過程中的事件。 在運動規(guī)律及輪廓線研究領(lǐng)域， 文獻 [7]主要利用 CAD 技術(shù)實現(xiàn)了凸輪機構(gòu)從動件運動規(guī)律的研究； 文獻 [8]對直動從動件類型進行了 共軛 凸輪機構(gòu) CAD 的研究； 文獻 [9]推導(dǎo)了 共軛 凸輪廓線的計算公式，并利用計算機實現(xiàn)了 共軛 凸輪廓線的設(shè)計等。日本在二次大戰(zhàn)后致力于發(fā)展實用自動設(shè)備，特別重視對 共軛凸輪機構(gòu) 的研究，其在八、九十年代的研究主要方面有：致力于尋求凸輪的精確解和使凸輪曲線多樣化，以適應(yīng)新的要求；加強 共軛凸輪機構(gòu) 動力學(xué)和振動的研究；研制新的凸輪加 工設(shè)備以適應(yīng)新開發(fā)的產(chǎn)品；加強 共軛凸輪機構(gòu) 標準化，發(fā)展成批生產(chǎn)標準 共軛凸輪機構(gòu) ；以及發(fā)展 共軛凸輪機構(gòu) 的 CAD／CAM 系統(tǒng)。本項目的研究為開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高檔織機提供技術(shù)支撐，對于提升我國織機產(chǎn)品的檔次和企業(yè)的競爭力具有重要的意義。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，很多高校開始著手于參數(shù)化設(shè)計，使設(shè)計者在輸入原始參數(shù)后，就能得到該參數(shù)下的凸輪廓線及有關(guān)參數(shù)，這樣將大大縮短解析法設(shè)計凸輪廓線時數(shù)據(jù)處理時間，提高設(shè)計工作效率。s quality, also as a result of its seal characteristic,and has the good shock resistance, the movement steady, vibrates slightly, therefore even more adapts to the rapid development of modern looms. The conjugate cam mechanism tradition design method is based on experience to choose the type of cam, from the moving parts law of motion and the basic parameter, then carries on the design, if the result does not meet the design parameters on the readjustment, this needs a lot of plex design process, moreover timeconsuming. This design is in the correlation specification foundation, develops being suitable in loom conjugate cam gear CAD system. First introduced the design mentality of the CAD system, then was divided the chapter to elaborate has posed two core function module in the system. The first module is the design of the conjugate cam gear, first determined the anization from the moving parts law of motion, draws from transports the movement diagram of curves, then obtains the initiative law of motion according to the anization from the moving parts law of motion, and establishes the allowable pressure angle determination appropriate cam gear parameter, finally pletes the outline putation and the data output in the conjugate cam gear。華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) i 摘 要 共軛凸輪機構(gòu)廣泛應(yīng)用于劍桿織機中，決定劍桿織機運動的平穩(wěn)性和織物組織的品質(zhì)，又由于其封閉特征， 具 有較好的抗沖擊能力， 運動平穩(wěn)、振動小，因此更加 適應(yīng)現(xiàn)代織機的高速化發(fā)展 。 The second module is the optimized design of the conjugate cam gear method of he optimized design choses the geic algorithm, through the analyzes of the anization stress,And through the anization stress analyze, the objective function is the maximal efficiency of pushes Cheng Duan in the master cam anization,and establishes the mathematical model, with the biggest angle of pressure, the cam surface biggest contact intensity, the cam profile minimality radius of curvature and the cam gear basic size as the constraint condition, and achieves the optimized design of the conjugate cam gear parameter,finally pletes the independent design of the conjugate cam gear. This system is under the WindowsXP platform, developments with Visual Basic , uses the modular design, can facilitate designs quickly conjugate cams that conforms to the request, and can carry on certain optimized design, improves the design quality, reduces the design time. Key Words： Conjugating camsmechanism。 本課題來源于華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計。 共軛 凸輪機構(gòu) 計算機輔助設(shè)計 是指利用計算機作為輔助工具進行的 共軛 凸輪機構(gòu)的設(shè)計，是 共軛 凸輪機構(gòu) 的 研究和 CAD 技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是實現(xiàn) 共軛 凸輪機構(gòu)設(shè)計自動化、智能化的技術(shù)與方法。 在國外，有許多學(xué)者為 共軛凸輪機構(gòu) 的研究作出了貢獻 [1]。 在動力學(xué)研究領(lǐng) 域，主要有：以彈性理論為基礎(chǔ)，建立高速凸輪機構(gòu)的動力學(xué)模型及其運動微分方程，通過分析高速凸輪機構(gòu)動力學(xué)模型的運動方程式，使用正弦加速度運動規(guī)律得到凸輪機構(gòu)輸出端的動態(tài)響應(yīng)，確定凸輪機構(gòu)輸出端的運動規(guī)律；在建立一個能較為準確的描述凸輪動力特性的多參數(shù)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，通過仿真分析，得到高速凸輪機構(gòu)在不同的輪廓及結(jié)構(gòu)參數(shù)下的動力學(xué)特性曲線；從凸輪廓線出發(fā)，提出一些適合在高速條件下采用的推桿運動規(guī)律，并結(jié)合現(xiàn)代加工技術(shù)，創(chuàng)造出～些新型凸輪機構(gòu)，以滿足高速工況等。 共軛凸輪機構(gòu) CAD系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 共軛 共軛凸輪機構(gòu) CAD 系統(tǒng)的主要模塊如圖 2． 1所示，包括： 共軛 凸輪機構(gòu)設(shè)計模塊 和 凸輪機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計模塊。主界面主要由數(shù)據(jù)輸入模塊、從動件運動規(guī)律模塊、參數(shù)校核模塊、運動線圖模塊、輪廓設(shè)計模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊等六個模塊組成。0hhSS???????? ???? ??? （ 31） 回程階段的運動方程為 共軛凸輪機構(gòu)計算機輔助設(shè)計 第 14 頁 共 114 頁 000()[1 ]39。 ( )()4()SShShShS? ? ? ???? ? ? ??????? ? ? ??????? ? ? ? ????????? （ 36） 圖 32 所示為等加速等減速運動規(guī)律的運動線圖。239。 39。39。 主凸輪輪廓線 計算 計算主凸輪輪廓時 ,需先根據(jù)給定的從動件運動規(guī)律 )(???? ,并求出類角速度????? dddd /)(/ ? 。 副 凸輪輪廓線 計算 首先計算代表副凸輪擺桿與副凸輪回程起點相接觸時 ,副凸輪最大極 角 和擺桿與機架間的夾角 : ???????? ??? ? 2