高速凸轮机构动力学分析及模态截断

高速凸轮机构广泛应用于车辆、纺织和印刷等机械中,对其进行动力学问题研究是提高机械性能的基础和关键。采用有限元法对凸轮机构柔性构件进行离散化处理,结合模态综合技术和Kane方程建立刚柔耦合凸轮系统动力学模型,所得动力学方程是一个更具一般性的柔性梁类动力学方程,且该方程在模态坐标下更便于计算机求解运算。通过对系统模态分析和动力学方程求解来分析其动态性能,在了解系统动态性能的同时进行模态截断研究。对截取不同阶数的动力学模型进行仿真,分析模态截取阶数对计算精度和计算速度的影响。研究结果对判断实际应用中的高速凸轮系统是否需要进行动力学分析具有重要指导意义,也为该类机构的动力学建模和模态特性研究提供依据。     

阻尼对高速凸轮机构动力学的影响分析

建立了考虑阻尼因素的等效单自由度高速凸轮机构的动力学模型,以正弦加速度运动规律方程为激振函数,推导出了从动件系统主振段和余振段的位移和加速度动态响应方程并绘制出了动态响应变化曲线,得出了不同阻尼比和周期比对主振段和余振段的动态响应,从而为高速凸轮机构的合理设计提供了一定的理论依据。     

高速凸轮机构的动态设计

建立了高速凸轮机构的动力学模型及其运动方程式．对具有摆线运动规律的从动件进行了动态响应的分析，并对凸轮机构进行动力学仿真，分析了从动件作用在凸轮上的作用力。为设计人员设计凸轮机构提供了一定的设计依据。     

凸轮机构中凸轮廓线设计的新方法

为确保从动件输出端的准确运动规律、减少高速运动时的冲击,建立凸轮机构的动力学系统模型和相应方程,导出从动件输出端的运动规律下凸轮与从动件接触处的运动规律,以此为依据设计了凸轮轮廓曲线,并讨论了机构工作频率对凸轮廓线的影响,为设计高速凸轮机构提供了可靠的依据。     

基于动力学性能的粉柱成型高速凸轮运动规律设计

粉柱成型凸轮机构在高速运转时，会引起从动件较大的弹性变形，机构会出现严重振动，从动件输出端运动将偏离预期运动，产生无法忽视的动态误差。此时采用传统方法所设计的凸轮机构运动规律无法完全满足工作需求，为此本文提出一种基于动力学性能的高速凸轮运动规律设计方法。首先建立凸轮传动系统的动力学模型，对其进行动力学分析。然后根据所得凸轮系统动力学特性建立动力学性能评价指标，再将样条曲线作为过渡曲线，建立优化目标函数，并通过遗传算法实现目标函数的求解。在以动力学指标为主的同时，本文还综合考虑了其它运动学指标，保证了高速凸轮机构从动件输出端的运动和动力稳定性，为高速凸轮机构运动规律的设计提供了一个实用的基于动力学性能的设计方法。     

共轭凸轮开口机构的反求设计及动力学研究

通过把测绘的共轭开口凸轮廓面数据导入CREO中建模仿真,分析特征参数并采用加控制的多项式运动规律完成共轭凸轮的反求设计。同时建立起共轭凸轮开口机构的三维模型,进行静态动力学分析得到拉格朗日动力学方程。最后将模型导入ADAMS中做动态仿真分析,得到了综框运动曲线及凸轮和滚子之间的碰撞力曲线。仿真方法和结果为后续对反求凸轮的优化设计提供了可靠依据。     

节能型盘状凸轮机构凸轮轮廓的设计方法

为确保从动件输出端的准确运动规律、减少高速运动时的冲击,建立凸轮机构的动力学系统模型和相应方程,导出从动件输出端的运动规律下凸轮与从动件接触处的运动规律,以此为依据设计了凸轮轮廓曲线。在此基础上,综合考虑凸轮工作过程中变形,建立了凸轮机构凸轮轮廓接触变形的计算模型,提出将接触变形融入凸轮轮廓精度的设计思想,实现了凸轮轮廓表面粗糙度的合理设计。计算结果表明,该设计思想获得的凸轮轮廓的精度等级较原有设计要低1~2级,因此可降低制造成本,达到节能的目标。     

弧面分度凸轮机构瞬态动力学分析

主要用于高速、高精度的步进进给、分度转位的弧面分度凸轮机构的动力学特性直接影响到其工作性能。首先通过联合使用Mathcad与Pro/E实现了该机构的参数化实体建模;然后在此实体模型基础上,根据瞬态动力学方程、接触强度理论以及有限元思想,建立了系统的瞬态动力学模型;最后再利用ANSYS-Workbench进行动力学分析,得出分度盘滚子与凸轮在不同时刻的表面接触应力、分度盘角位移、角速度、角加速度曲线,从而为弧面凸轮机构的设计、校核提供一种新思路。     

高速凸轮机构输出端运动规律的确定

高速凸轮机构在机械产品中发挥的作用日趋明显。这里并以弹性理论为基础,建立了高速凸轮机构的动力学模型,分析了高速凸轮机构动力学模型的运动方程式,并通过正弦加速度运动规律得到了凸轮机构输出端的动态响应,找到了确定凸轮机构输出端运动规律的方法,为凸轮廓线的设计奠定了基础。     

考虑输入轴角速度波动时凸轮机构动力学研究

建立了考虑输入轴速度波动的等效单自由度高速凸轮机构的动力学模型,分别推导了力封闭凸轮机构、形封闭凸轮机构在考虑输入轴速度波动时的的动力函数和凸轮轴转矩,并绘制出动力曲线和凸轮轴输入转矩图,在此基础上,对力封闭凸轮和形封闭凸轮的动力学特性进行了分析比较,从而为高速凸轮机构的合理设计提供了一定的理论依据.     

On the improvement design of dynamic characteristics for the roller follower of a variable-speed plate cam mechanism

Without modifying the cam contour, a cam mechanism with a variable input speed trajectory offers an alternative solution to flexibly achieve kinematic and dynamic characteristics, and then decrease the follower’s residual vibration. Firstly, the speed trajectory of cam is derived by employing Bezier curve, and motion continuity conditions are investigated. Then the motion characteristics between the plate cam and its roller follower are derived. To analyze the residual vibration, a single degree of freedom dynamic model of the elastic cam-follower system is introduced. Based on the motion equation derived from the dynamic model, the residual vibration of the follower is yielded. The design procedure to improve the kinematic and dynamic motion characteristics is presented and two design examples with discussions are provided. Finally, the simulations of the kinematic and dynamic models by ADAMS are carried out and verified that the design models as well as the performances of the mechanism are feasible.     

基于Pro/E关系式的圆柱凸轮建模方法研究

针对不同类型的圆柱凸轮机构的空间运动特点,建立啮合过程中滚子与凸轮的空间相对运动关系,研究了在Pro/E平台上利用关系式对圆柱凸轮建模的方法,对移动从动件圆柱凸轮机构采用Pro/E可变截面扫描工具建模,对摆动从动件圆柱凸轮机构使用方程式工具建模。通过在凸轮毛坯模型上建立理论轮廓曲面,并对其法向加厚、实体切除操作得到工作轮廓曲面,完成了圆柱凸轮的精确建模,其建模过程清晰、简练。建模时均使用参数表达,能够实现参数化和系列化设计,以提高效率。     

凸轮机构的参数化设计与三维仿真

以直动从动件盘形凸轮机构为例，介绍了凸轮数学模型的建立、参数化设计实现的方法，同时利用VB语言编程及VB对AutoCAD二次开发技术，成功实现了凸轮参数化自动建模和运动仿真，极大地提高了凸轮设计效率，并为凸轮的设计、加工提供了理论依据。     

基于UG NX6.0的弧面分度凸轮三维实体建模与仿真加工

以弧面分度凸轮工作轮廓面方程为基础,基于UGNX6.0和MATLAB提出了弧面分度凸轮空间轮廓曲面三维实体建模的一种新方法,通过UG运动仿真对建模结果进行分析验证,同时运用UG数控加工模块对弧面分度凸轮的加工刀轨进行了模拟,为空间凸轮机构的设计与数控加工提供了参考依据。     

高速凸轮-从动件系统动力学模型的建立与动态分析

阐述了高速凸轮-从动件系统动力学模型建立与动态分析的一般方法。以内燃机配气凸轮机构为例，建立了单自由度动学分析模型，探讨了用谐波分析的数值计算法对系统动态响应进行求解的过程。     

SM92剑杆织机引纬机构共轭凸轮的动态设计分析

对意大利SM92剑杆织机引纬机构进行动力学分析,建立共轭凸轮的动力学模型。得出动力学模型的运动方程式。利用分析软件,对共扼凸轮进行动态特性分析,获得较好的特性参数,为反求共轭凸轮建立理论基础。     

应用MATLAB设计柴油机七项式动力凸轮型线

基于单质量动力学模型,推导七项式动力凸轮型线的解析式,利用MATLAB语言编制出设计程序,并以具体的某高速柴油机为例,给出对称凸轮型线的设计结果.     

基于键合图的平面凸轮机构动力学建模与仿真

针对含有凸轮机构的机电耦合系统动力学建模与仿真问题,提出了相应的键合图方法。基于凸轮机构的运动约束条件,阐述了建立平面凸轮机构键合图模型的一般方法,揭示了其所包含的动力学原理。在混合因果关系的情况下,结合现有的算法,实现了机电耦合凸轮机构系统一体化建模与仿真,通过实例说明文中方法的有效性。