实现复杂运动的高速排线凸轮机构优化设计.pdf
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第 25卷第3期 机械设计与研究 Vo1.25No.3
2009年6月 MachineDesignandResearch Jun.,2009
文章编号:1006—2343(2009)03-019-03
实 现 复 杂 运 动 的 高 速 排 线 凸 轮 机 构 优 化 设 计
陈锦海 ,梁庆华,王石刚
(上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240,E—mail:if_cjh@163.COll1)
摘 要:针对具有复杂运动特征的高速凸轮机构从动件运动规律 ,提 出用分段 多项式进行综合和优化的
新方法。其优点在于可以方便地将边界条件指定为确定值或设计变量,将运动曲线的特性值作为优化 目标,通
过优化获得具有理想运动学和动力学性能的运动规律。通过粽子 自动扎线机高速排线凸轮机构从动件运动规
律的综合详细阐述了此方法的应用。具体过程为:通过对扎线工艺的分析 ,设计 了排线凸轮机构的工作循环
图,利用分段多项式对运动规律进行了综合,建立了以加速度和跃度为双 目标函数的优化模型,并应用单纯形
法进行 了求解。结果表 明文 中所论方法方便、有效 。
关键词:高速凸轮机构;运动规律综合;优化设计 ;分段多项式 ;排线机构;自动扎线机
中图分类号:TH122;TH112.2 文献标识码 :A
OptimalDesignoftheHigh-speedTraversing
Cam M echanism forComplexFollowerM otion
CHENJin—hai,LIANGQing—hua,WANGShi—gang
(SchoolofMechanicalEng.,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200240,China)
Abstract:Thepaperpresentsanew method forsynthesizingandoptimizingthefollowermotion with complex
characteristicsforhigh—speedcam mechanism basedonthepiecewisepolynomials.Theadvantagesofthismethod are
that,theboundaryconditionscanbespecifiedasdeterminedvaluesordesignvraiablesconveniently,andthecharac—
teristicvaluesofthemotioncurvecanbespecifiedasoptimalobjectives.Thekinematicanddynamicprope~iescanbe
achievedthroughoptimization.Asanexample,thesynthesisofthehigh—speedtraversingcam followermotion ispres—
entedto illustratethismethod indetail.Byanalyzingthebindingprocess,theworkingcircleofthetraversingcam
mechanism isprogrammed.Themotionprogram issynthesizedbytheuseofpiecewisepolynomials.Inaddition,an0p—
timalmodelisestablishedtominimizebothoftheaccelerationandjerklevelandthesimplexmethodisusedtosolve
thisproblem.Theresultsprorothefacilityandvalidityoftheapproachproposedbythisp
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