【正文】 ............. 13 共軛凸輪廓線設計 .......................................................................................... 19 主凸輪輪廓線計算 ................................................................................ 19 副凸輪輪廓線計算 ................................................................................ 21 主副凸輪安裝角 ................................................................................... 22 程序設計框圖 ........................................................................................ 22 小結 ................................................................................................................ 24 第 4章 優(yōu)化設計 .................................................... 25 凸輪機構傳動效率 .......................................................................................... 25 凸輪機構優(yōu)化模型 .......................................................................................... 27 共軛凸輪機構計算機輔助設計 第 2 頁 共 114 頁 設計變量選擇 ....................................................................................... 27 目標函數的確定 ................................................................................... 28 約束條件的確定 ................................................................................... 28 優(yōu)化方法及算法 ............................................................................................. 29 常用優(yōu)化方法 ....................................................................................... 29 遺傳算法的原理及優(yōu)化的實現 ............................................................ 30 小結 ................................................................................................................ 34 第 5章 共軛凸輪設計實例 ............................................ 35 初始界面 ......................................................................................................... 35 共軛凸輪機構設計模塊選擇界面 .................................................................. 36 共軛凸輪機構設計主窗體 .............................................................................. 37 共軛凸輪機構優(yōu)化設計主窗體 ....................................................................... 41 小結 ................................................................................................................ 43 第 6章 結 論 ...................................................... 44 參 考 文 獻 ........................................................ 45 附錄 A程序源代碼 .................................................. 46 致 謝 ......................................................... 101 外文科技資料翻譯 .................................................. 102 英文原文 ............................................................................................................. 102 中文譯文 ............................................................................................................. 106 第 1 章 緒 論 共軛 凸輪機構是 織機 常用機構，應用范圍很廣。因此雖然國內機織在價格上具有優(yōu)勢，但很多企業(yè)還是青睞于進口產品。 國外進展 目前， 共軛 凸輪機構 CAD技術在一些工業(yè)發(fā)達的國家，己經達到了很高的水平。在優(yōu)化設計研究領域，有 RDiemtma， J． K． Mi， Y． Peng， V． Y． Belrstij， Y． w． Chan 等對 共軛凸輪機構 優(yōu)化設計方面的研究； Yilmaz 等 [2]通過研究直動從動件凸輪機構的縱向振動問題，對 共軛凸輪機構 進行優(yōu)化設計的研究： Yu等 [4]對 共軛凸輪機構 基本尺寸優(yōu)化的研究； Berzak[4]從輸出響應角度出發(fā)對具有運動及動力約束的凸輪系統(tǒng)優(yōu)化問題的研究等。 系統(tǒng)開發(fā) 環(huán)境 Visual Basic 6． 0 [10] (簡稱 VB)是微軟公司提供的一種可視化應用程序開發(fā)工具，其最大的特點就是能方便開發(fā)像 Windows操作系統(tǒng)那樣的圖形用戶界面，程序員無需編寫大量代碼去描述界面元素的外觀和位置，只要把預先建立的界面元素用鼠標拖放到屏幕適當的位置即可實現界面設計。 優(yōu)化設計模塊 在考慮載荷作用及摩擦力存在的情況下，以凸輪機構升程段的傳動效率最大為目標 函數，采用遺傳算法作為 優(yōu)化方法實現凸輪機構基本尺寸的優(yōu)化設計 。 共軛凸輪機構計算機輔助設計 第 12 頁 共 114 頁 圖 24 優(yōu)化設計 小結 本章主要介紹了 劍桿織機共軛凸輪機構 CAD系統(tǒng)的總體設計結構，并介紹了 CAD 系統(tǒng)的開發(fā)工具及組成該系統(tǒng)的各功能模塊。0SShhSS? ? ????????????????? ??? （ 32） 圖 31 所示為等速運動規(guī)律的運動線圖。) 39。22 sin39。 39。39。 1b? 和 1b? 指主凸輪擺桿與主凸輪推程起點相接觸時 ,主凸輪最小極 角 和擺桿與機架間的夾角 : ???????? ??? ?OAbABOAbb LR LLR12122111 2c os? 1?? ∈ [ 0,π ] （ 315） ???????? ??? ? 12122111 2c os ABOA bOAABb LL RLL? 1b? ∈ [ 0,π ] （ 316） 從而得到主凸輪的實際輪廓極坐標計算公式 : ?????????????????? ??????? ??????????? ??????? ?????? ?11111111111111112c o sc o s2s i ns i nt a n???????????????????????bBrbBrKRR （ 317） 1K? ∈ [ 0, 2π ] ?????? ???????? ??????? 1111111111 2c os)c os ( KbBrKK R ???????????? ?? （ 318） 上式中 1rR 指主凸輪 滾子半徑 ,1? 指的是壓力角 ,計算擺動從動件盤形凸輪機構壓力角的一般公式為 : ? ?? ? ? ? ????????????????????? ???? ? ??? ??????1111111 s i n1c o st a nbOAABbOALddLL 1? ∈ [ π /2,π /2] （ 319） 華北科技學院畢業(yè)設計 (論文 ) 第 21 頁 共 114 頁 由此可知 ,當擺桿的長 1ABL 和運動規(guī)律 )(???? 給定 ,壓力角 1? 的大小取決于基圓半徑 1bR 和中心距 OAL 。主、副凸輪兩擺桿的安裝角為 : 211 bb ??? ?? （ 327） 程 序設計框圖 從設計模塊選擇界進入共軛凸輪設計界面， 如 圖 36， 開始輸入共軛凸輪已知參數， 選擇從動件運動規(guī)律， 以推程起點的轉角為 0，開始 計算實際壓力角，如果實際壓力角大于許用壓力角時，程序停止運行，重新輸入參數，否則接著計算理論曲率半徑，如果理論曲率半徑 大于許用曲率半徑，程序停止運行，重新輸入參數，否則計算理論、實際輪廓，直至凸輪轉過一圈，最后輸出計算出來的理論極角極徑和實際極角極徑等重要參數。 ????? ???? FLFFM ABd （ 42） 求得 ： ? ?2339。 s i ns i n ?????? ?????? rRFODFM （ 48） 當不計摩擦時，凸輪作用擺桿的力 OF 以及凸輪驅動力矩 OM 的計算式分別為： ?cosAB dO L MF ? （ 49） ?? sinOO FM ? （ 410） 故凸輪機構推程段的瞬時效率為 ： ? ?? ?12s i ns i n c osc oss i n ????? ??????? ??? ?????rABABO RLLMM （ 411） 凸輪機構優(yōu)化模型 對優(yōu)化問題進行求解時，通常將其表示成某種數學形式，所建立的數學形式也稱為優(yōu)化設計的數學模型，它包括設計變量、目標函數和約束條件三部分 [13]。 對于幾何開關鎖合的擺動從動件凸輪機構，其許用壓力角是 ?? 45~35 。 優(yōu)化方法及算法 常用優(yōu)化方法 對有約束存在的優(yōu)化方法主要有直接法和間接法。這樣，只有問題具有凸性時才能找到全局最優(yōu)解，因為這時任何局 優(yōu)解都是全局最優(yōu)解。 b. 初始群體生成 隨機產生 n 個初始串結構數據，每個串結構數據稱為一個個體， n個個體構成了一個群體，以這 n 個結構數據作為初始點開始迭代，遺傳算法中一般取 n=20200。目前最基本也最常用的是輪盤賭選擇法，其基本思想是：各個個體被選中的概率與其適應度函數值大小成正比。 遺傳算法通過選擇、交叉、變異操作，最終生成新的子代，再對子代進行類似的操作，不斷進化以達到優(yōu)化的目的。在機構設計中 ， 需要進行圖形顯示、打印、存儲等工作 ， 因此界面設計中應將設計數據結果與圖形處理有機結合 ， 使界面能提供圖文并茂的設計過程和設計結果 ， 保證人機交互信息的順暢流動 ， 使設計者操作方便 ， 直