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凸轮机构高次多项式活动纪律直线;

更新时间: 2019-07-20

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  凸轮机构高次多项式活动纪律曲线月机械设想取制制 Machinery DesignManufacture 107 凸轮机构 (新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐830047)摘要:基于凸轮机构三次、五次多项式活动纪律曲线的理论阐发,推导出高次多项式活动纪律位移方程及参数拟合公 式,采用更高次多项式活动纪律曲线方程进行验证,并正在同种前提下用MATLAB软件对四种曲线的位移、速度、加快度、 加加快度进行阐发。同时用加加快度的概念对四种曲线冲击现象阐发,得出七次以上的活动纪律曲线正在加加快度这个范 畴内具有永久的持续性、无冲击现象。而且了高次多项式凸轮的受力或功率波动程度即高次多项式活动纪律凸轮正在 运转过程中的平稳程度取次数相关。 环节词:凸轮;高次多项式;1JpJJa速度;MATLAB阐发 中图分类号:THl6;TK402 文献标识码:A 文章编号:1001—3997(2015)05—0107—03 Research SimulationAnalysis Cam-FollowerMechanism Using High-Order Polynomial JU Gang,YUAN Liang,LIU Xiao—yue (School MechanicalEngineering,Xinjiang University,Xinjiang Ummqi 830047,China) Abstract:Based motionanalysis cainmechanism using cubic quintic polynomial,the movement high-orderpolynomial equation displacementparameters fittingformula derived.Usinghigher order times polynomial equations verified equationandformu/a usingMATLB¥oj矗ware forthcltryes ofdisplacement,velocity,acceleration,and jerk analyzedunder snr船conditions.Asajerk ofviews impactofthe phenomenon forthcurl)es movement cu?'oemore than seven times has drawn continuityforeverwithin impact.Itco币rmed high--orderpolynomial force powerfluctuationdegree,that being smooth movement high—orderpolynomial degree dunng operation ofall numberofthe high-orderpolynomial. Key Words:Cam;High Order Polynomial;Jerk;MATLAB Analysis 1引言 凸轮正在机械行业是最常用典型机构,它既能实现复杂机构 的运能,也能正在出产中提高效率。可是存正在着一个很大的缺 陷~“冲击”现象,冲击不单关系凸轮寿命,并且对从活动机构的 力和功率方面影响很大。高次多项(五次和五次以上)活动纪律曲 线的凸轮机构就不存正在冲击性,适合高速体育场合。因而,凸轮机 构高次多项式研究及阐发是十分需要的。 当前,凸轮机构正在机械传动中有着十分主要的感化。正在我国 国防军工、航空航械安拆范畴以及其他轻工业范畴中都有着 普遍使用,好比,策动机、纺织、制纸、印刷等行业。同时国外正在研 究凸轮机构方面,成长敏捷而且提出了良多新的设想研究方式。 正在欧美国度中,好比:Tear正在其著做【11中对凸轮机构采用的多项式 活动纪律进行初步阐述;F.Freadunsein等人提出了付氏级数活动 纪律;G.F.Fawcett等提出了多项式动力活动纪律,还有等正在 高速凸轮机构的研究方面,对凸轮机构的研究采用了谐阐发、谐 分析等阐发设想方式f2-31,使得凸轮机构的功率及动力学机能方面 有了很大的提高。目前,跟着新方式、新手艺不竭被提出,凸轮设 计的方针越复杂化,现今次要以最长命命、最小功率、最高效率等 方面研究。出格是正在研究评估机械活动将发生的性效应时 (即寿命),不只要考虑加快度还要阐发加快度的变化率【41(加加快 度),所以使用于高速场所的高次多项式凸轮,同样除了阐发位移、 速度、加快度外,需要对其加加快度进行研究。凸轮机构正在遭到载 荷的感化下,加加快度对凸轮机构的应力变化及运转过程中的平 稳程度有很大影响。研究加加快度是更高层面上对凸轮机构的研 究取阐发,也是凸轮机构研究成长的新型趋向。 高次多项式凸轮机构适合高速活动的机械安拆中(策动机 进气安拆等),除了考虑凸轮机构有冲击外,还需要对凸轮所承受 载荷、功率变化进行阐发,以便于研究出更切确、小冲击、无过大 功率变化波动的高次多项式凸轮曲线 基金项目:国度天然科学基金(61262059,31460248);新疆优良青年科技立异人才培育项目(2013721016);新疆大学博士启动基金 做者简介:巨刚,(1988一),男,陕西省咸阳人,硕士研究生,次要研究标的目的:机械设想及机械电子标的目的; 袁亮,(1972一),男,郓城人,博士研究生,副传授,次要研究标的目的:机械人节制 万方数据 2成立高次多项式纪律位移方程及系数式(1)斌(4)是对三、五次多项式活动纪律位移方程的求 拟合公式 C图1凸轮和推杆活动纪律曲线 The Relationship Between aCam Putters=G+cI S3=co+蓦妒+乞12+qt3S=Co+Ce+C2e"+Cs。o+q+GJ 。。+c4矿+c5J 鸿沟前提为: dpdp 解出:co=cI=cP-o。 54’416巾124妒20 求得多项式方程: c3 巴c5 由三、五次多项式纪律位移方程能够假设:若给定的鸿沟前提为: d9响应的系数项G却,则推程期的多项式活动位移方程通式 能够写为: n+22n+l 解,式(5)~式(6)是正在三、五次多项式纪律位移方程的根本上,对高次多项式活动纪律位移方程的通式进行假设,同时对各项系数 进行拟合,而且推导成公式形式。 3实例阐发 3.1凸轮七次多项式活动纪律 鸿沟前提: d妒cI妒‘d9。 由式(6)求得:co=c1-皓o=o,C4=35,C产一84,Ce=70,C7=一20 将以上求得的值带人式(5)中得: 是凸轮七次多项式活动纪律位移方程,式中:y—速度;睇一加快度;口’—加加快度。 3.2凸轮九次多项式活动纪律 鸿沟前提: 由式(6)求得:皓Cl=皓红c4=0,Cs=126,C6---420,C7=540,Cs=一315 将以上求得的值带入式(5)中得: 567-26(罟)-420(争)倒o(争)- 893 V-..6.....3.....o..../..u....a.——中..630hto‘ 23s(芳)珈(罟)+45645(争)-42(罟)小(罟) 式(8)是凸轮七次多项式活动纪律位移方程,式中:嘲度;旷-力11速度;o’—加加快度。 3.3多项式幂指数方次分歧的影响阐发 仿实是以推程段为例进行阐发。 一旦Iet 一634、』,.9J.e|幡 6旦lefoo 万方数据No.5 May.2015 机械设想取制制 109 ^=30(mm)舻2(rad/s)舭[],啦等式中:危—推程;如广_角速度;问度变量;垂瑚弧度(推程角。 设置的四种多项鸿沟前提别离为: 三次多项式: CIpdp 五次多项式: 3025 20 {三潍习10 0O.5l1522.5 3.O 弧度(rad) 图2位移随弧度变化曲线 The Displacement Curve Radian70 60 一50 {善40 赵30 蚓20 lO Ol三痿 澎OO.51.O 1.5 2弧度(rad) 图3速度随弧度变化曲线 The Velocity Curve Radian200 loo 一150 {50 蔫一50R一100 —150 -200 7005101.52.0 2.5 3.0 弧度(tad) 图4加快度随弧度变化曲线 The Acceleration Curve Radian800 600 三400 200 酬蚓一200毒一400 万方数据No.5 114 机械设想取制制 May.2015 5结论 采用提出的一维非平均齿轮描摹点云切确配准方式配准点 云,通过尝试成果阐发表白: (1)该方式能够实现非平均齿轮描摹点云数据的配准; (2)当周采样数目为125952时,采用一维非平均齿轮描摹 点云配准方式较ICP配准算法,角位移配准精度提高了0.00080, 线tzm。 参考文献 [1]BESL PJ,MCKAY ND.A method shapes[J].IEEETrans Pattem Anal Mach Intell,1992,14(2):239-256. 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