【摘要】:图7.3凸轮轮廓线设计过程确定凸轮基础轮廓线。基础轮廓必须满足上升时间为tb=tr-ts的边界条件,其中ts是光滑器的上升时间,tr=λ0tm,λ0为设计操作转速比,其一般由用户设计。利用测定好的从动件系统的固有频率和阻尼比来设计指令光滑器。在这里多项式轮廓的上升时间设置为tb。图7.4 显示了凸轮轮廓的位移、速度、加速度和跃度特性。凸轮轮廓的位移、速度、加速度和跃度曲线连续,这一特性有助于提高高速凸轮从动系统的动态性能[186]。
原始指令与第2 章描述的光滑器进行卷积得到的新轮廓将不会引起从动件系统的振动[184]。光滑后指令的上升时间等于原始轮廓的时间长度和光滑器的时间长度之和。因此,凸轮的上升和停留阶段可以通过光滑器对基本凸轮进行修改得到。为利用光滑器技术设计凸轮轮廓抑制高速凸轮从动系统振动,设计步骤如图7.3所示。
图7.3 凸轮轮廓线设计过程
(1)确定凸轮基础轮廓线。通常选择凸轮多项式作为基础轮廓线。基础轮廓必须满足上升时间为tb=tr-ts的边界条件,其中ts是光滑器的上升时间,tr=λ0tm,λ0为设计操作转速比,其一般由用户设计。
(2)指令光滑控制器的确定。利用测定好的从动件系统的固有频率和阻尼比来设计指令光滑器。
(3)计算最终轮廓。最终轮廓是通过基础轮廓和光滑器卷积运算得到的。
多项式轮廓的基本形式为[185]:
函数X 是凸轮轮廓归一化的位移,其中,系数Cn的确定需要满足边界条件。一种常用的多项式凸轮轮廓是3-4-5 多项式轮廓。对于停-升-停的运动来说,3-4-5多项式轮廓在运动的初始和结束位置的位移X、速度V、加速度A是连续的。在这里多项式轮廓的上升时间设置为tb。边界条件满足:
通过边界条件(7.7),解得式(7.6)的系数,得到3-4-5多项式的轮廓:
图7.4 光滑后的凸轮轮廓线的位移、速度、加速度和跃度
通过基本轮廓方程(7.8)与一段光滑器方程(2.5)卷积得到了最后的凸轮轮廓。图7.4 显示了凸轮轮廓的位移、速度、加速度和跃度特性。从动件的固有频率和阻尼比分别设定为10 Hz 和0.05。它显示了凸轮轮廓优秀的光滑性。凸轮轮廓的位移、速度、加速度和跃度曲线连续,这一特性有助于提高高速凸轮从动系统的动态性能[186]。
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