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曜田凸轮分割器的最佳凸轮曲线设计

来源:曜田精密发表时间:2019-04-10

由于高速间歇凸轮机构中弧面凸轮机构即凸轮分割器在动态性能.分度精度等方面的优势,自动化业内工程师对其研究和设计最为普遍和深入。

凸轮从动件运动规律的选用或设计是凸轮机构设计中最重要的步骤之一。很多专家学者对凸轮机构从动件运动规律曲线(或凸轮运动曲线)作了广泛深入的研究,提出了多种凸轮运动曲线。除了简单的基本曲线外,以后的改进方法大体可以分为两大类:一类用复杂多项式和傅里叶级数等其他函数构成凸轮运动曲线,另一类是用数段不同运动规律的曲线拼接组合构成改进的凸轮运动曲线。以上各种曲线各有特点。国内专家肖正扬的专著中列出来了33种凸轮运动曲线及它们的特性值。由于 以上各种曲线之间缺乏有机联系,对一般机械设计师来说要从众多曲线中选定最适合特定的工作对象的曲线并不容易。

现在间歇机构逐步向高速化.高精度化的方向发展,对机构的动力学特性提出了更高的要求。因此选择一种通用性强又能适用于高速重载情况的运动规律已经成了研究分度凸轮机构所必须解决的一大难题。

在凸轮机构运动曲线的设计中,除需保证包括末点在内的全范围的位移.速度.和加速度曲线连续,还应使速度加速度的最大值也尽可能的小。过大的速度会引起工艺过程的破坏或其质量下降。从工作的安全性考虑,也应使从动件的最大速度(即从动系统的动量)尽可能的小,以免从动系统突然受阻时产生过大的冲力。最大加速度是运动曲线十分重要的特征值,是确定动态特性的主要因素之一。最大加速度随着凸轮转速的提高而急剧增大,使系统受到附加动载荷的作用。这不但会使从动件与凸轮接触处的压力及锁紧弹簧的负荷增大,而且会加大系统的振动噪音和磨损。因此曜田工程师着重研究如何在满足一般约束条件下,使凸轮运动规律的各项特征值最小。

曜田工程师从运动学角度出发,提出一种以运动特性值为优化目标构造复合型凸轮运动曲线的新方法,根据不同用途对凸轮机构特性值的不同要求为目标函数,借助多目标优化方法快捷的设计出一条理想的凸轮运动曲线,并实际应用于生产中。

研究凸轮曲线的目的在于用最短时间.无振动.能耗少的方式来驱动从动件。凸轮曲线特性优良与否直接影响凸轮机构的精度.效率和寿命。这种经过优化曲线的凸轮,不仅适用于低速重载,在高速重载上也适用良好。经过装配后测试无侧隙,无冲击,振动和噪音方面趋于静音效果,曜田凸轮分割器的整体动态性能得到很大提升,应用于各种自动化机械中,也必将有效的改善各种自动化机械的工作效能。

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