基于能量法的变速驱动凸轮机构的设计

变速输入的凸轮机构,驱动力随凸轮廓线而变化,使得凸轮机构的设计成为一个难题。分段能量法,是解决这个问题的一个行之有效的方法。该方法应用能量守恒定律,采用分段的方法,按输出的速度曲线设计凸轮廓线。     

对称性凸轮机构从动件升程廓线多项式运动规律的参数化研究

针对仅考虑边界条件的传统多项式运动规律的最大类速度和最大类加速度偏大的问题,通过研究具有最小加速度的凸轮类位移曲线、一次映射类速度图及二次映射类加速度图,把凸轮机构从动件升程廓线分为两段单凸的样条曲线,在样条边界点上找出影响加速度曲线的敏感参数,并在样条曲线上找到一个控制加速度曲线的敏感控制点,采用数形结合的方法建立对称性凸轮机构从动件升程廓线多项式运动规律参数化模型。通过该模型能获得不同条件下的最优标准位移方程,并以此作为凸轮从动件升程运动规律曲线,设计者只需要根据确定的推程角和升程,便可方便的设计出满足从动件升程加速度最小的凸轮廓线。     

计算机辅助共轭凸轮参数化设计及仿真研究

为了降低传统设计方法中共轭凸轮轮廓设计的难度,提高凸轮机构的设计精度,缩短共轭凸轮的设计周期,节约成本,实现共轭凸轮机构的参数化设计,运用Visual Studio.NET开发工具,采用Visual C#语言对AutoCAD软件进行了二次开发。结合凸轮设计的原理,设计了合适的应用程序,在界面中通过人机交互输入参数,求出了凸轮理论轮廓线上的点坐标,根据偏移算法得到了凸轮实际轮廓线上相应点坐标,利用三次B样条插值算法,形成了完整的理论轮廓线和实际轮廓线,最后进行了实例验证和Solid Works运动仿真分析。研究结果表明:通过运用Visual Studio.NET开发工具,对AutoCAD进行二次开发逆向求取凸轮轮廓曲线的方法,能够在保证共轭凸轮设计的精度与效率的前提下,实现共轭凸轮机构的参数化设计。     

基于三次拟Bézier方法的汽车车灯轮廓设计

为了更加有效地设计汽车车灯的形状,提出一种基于含形状参数的三次拟Bézier曲线的汽车车灯轮廓线设计方法。研究了分段三次拟Bézier曲线的光滑拼接条件;利用三次拟Bézier样条曲线构造了汽车车灯投影轮廓线,并分析了轮廓曲线大调与微调的方法,包括轮廓边线和边角的调整;最后根据车灯正投影曲线得到了车灯轮廓模型。通过调整形状参数的取值和控制顶点的位置,可以根据需要灵活地控制轮廓线的形状。与现有方法相比,该方法使用的曲线具有更低的次数,计算更简便。数值实例表明,该方法简单有效,便于形状的交互设计。     

基于截面轮廓的NURBS曲面重建

提出了一种基于变截面轮廓线族重建NURBS曲面的方法。用自动跟踪法反求出轮廓线组的脊线,并用脊线自动调整各轮廓线的起始点位置。然后插值各个轮廓线,构造封闭的样条曲线,以特征点处的节点为分段点实现多条样条曲线的分段相容,并蒙皮构造封闭的B样条曲面。对于有特征点的轮廓线,通过设置特征点的重数及在曲线构造和曲面蒙皮中的相应处理,可以在曲面上保留轮廓线中的特征。     

基于B样条曲线的配气机构凸轮优化与仿真

针对当前配气机构在高速运动过程中存在噪声大、精度低等问题,采用改进B样条曲线设计凸轮轮廓.创建了配气机构模型简图,采用B样条曲线函数设计凸轮轮廓.确定凸轮轮廓控制的设计变量,构造优化目标函数,对凸轮运动条件进行约束,引入了改进粒子群算法优化B样条曲线.采用Matlab软件对优化后配气机构动力学性能进行仿真,并与优化前动力学性能进行对比和分析.仿真曲线显示:优化前,挺柱产生的最大加速度值为2.34mm/deg~2,运动误差为0.5mm,凸轮与挺柱接触力值出现零的情况;优化后,挺柱产生的最大加速度值为2.04mm/deg~2,运动误差为0.1mm,凸轮与挺柱接触力值没有出现零的情况.配气机构凸轮采用改进粒子群算法优化B样条曲线,提高了凸轮运动精度,降低了机构振动幅度,避免了凸轮与挺柱产生脱落现象.     

基于B样条转速函数的凸轮机构运动优化

改变凸轮转速函数,而不改变凸轮轮廓,可以调整出合适的凸轮机构输出特性。B样条曲线作为通用的数学描述形式,具有灵活的调整性。文中首先推导出变速凸轮机构的传递函数,提出以非均匀B样条曲线作为凸轮转速函数,讨论了节点矢量的确定方法。构建了凸轮机构的运动优化模型,并确定了约束条件。最后,通过两个优化实例证明了该方法的有效性。     

基于离散指数映射的网格曲面上曲线设计与复用

把指数映射参数化方法引入到网格曲面上自由曲线的设计中,提出一种网格曲面上测地B样条曲线复用操作方法。指数映射局部微分同胚的性质,可以保证局部网格参数化的有效性。对于生成的测地B样条曲线,采用离散指数映射方法参数化其控制顶点,得其法坐标,在保证法坐标不变的前提下,通过改变参数化区域,可以实现测地B样条曲线实时滑动、旋转、缩放等效果。测地B样条曲线生成和局部网格参数化都不依赖于网格模型的整体规模,适用性强。试验结果表明,基于离散指数映射的网格曲面上曲线设计与复用方法健壮、有效,能满足曲面上曲线的交互设计要求。     

基于B3样条曲线的高精度凸轮反求设计

在对各种反求工程中的关键技术——曲线曲面拟合方法进行比较的基础上，深入研究了描述能力强、拟合计算量相对比较小的B3样条曲线，以此理论为基础推导了B3样条曲线进行插值的算法，并将其成功地应用于高精度凸轮反求设计中。     

金属快速原型表面NC光整加工

介绍了国内外快速原型技术的概况，针对金属快速原型层积成形的特点，提出采用铣削精整加工来提高金属原型表面精度。为提高逼近的精度，采用均匀3次B样条曲线来拟合轮廓线，然后根据上下层平行的轮廓线数据来计算刀位轨迹。     

基于Solidworks的共轭凸轮的二次开发

共轭凸轮机构是纺织机械中常用的一种机构,凸轮轮廓线需要根据不同工作要求而改变。针对通用三维软件SolidWorks存在专业建模程度不高以及使用效率低的问题,指出了对其进行二次开发的必要性,并采用其自带的VBA进行了共轭凸轮参数化建模程序的开发。简要介绍了其所使用的API接口函数的功能、含义及用法,并结合凸轮实例验证了该开发程序的正确性。使用时,将选定的合理参数和运动规律输入后,即可生成共轭凸轮构件;然后,建立了机构装配体的三维模型;最后,运用其Motion模块对该机构进行了运动仿真。仿真实例结果表明,其主、副摆臂相应的运动曲线与设计研究采用的运动规律基本吻合,从而可判断所设计的轮廓线满足工作要求;该结果也为其他复杂的专业零件参数化设计提供参考。     

平行分度凸轮轮廓曲线的三次NURBS表示

为了获得供具有非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Sphne,NURBS)插值功能的CAD/CAM绘图和数控机床加工使用的设计数据,文中讨论了NURBS技术和平行分度凸轮轮廓曲线的三次NURBS表示方法,提出了用三次NURBS表示平行分度凸轮轮廓曲线后产生的设计误差的估计方法.     

高速凸轮动态设计方法研究

建立了高速凸轮机构的动力学模型,并简化为单自由度动力学模型.求得该模型的动力学方程,推算出凸轮轮廓线设计方程,进而实现了高速凸轮的动态设计.利用该高速凸轮的动态设计方程对一个实例进行仿真设计,得出了凸轮轮廓设计曲线.仿真结果表明：得到的高次多项式曲线光滑而无冲击,满足凸轮高速运转时的动力学特性要求.     

基于UG表达式的直动平底从动件盘形凸轮廓形设计

根据直线包络曲线知识,结合凸轮廓形的反转法设计方法,导出直动平底从动件盘形凸轮廓形曲线的一般方程,并根据积分几何学相关知识,给出凸轮廓形曲线保持外凸的充分必要条件.利用得出的结论,结合UG表达式的格式,编译表达式,作出凸轮廓形曲线,为直动平底从动件盘形凸轮的CAD/CAE/CAM一体化设计建立了基础模型,具有实际意义.     

实现轨迹的凸轮连杆机构CAD及图形仿真

针对联动凸轮轨迹再现机构设计和计算都比较复杂的情况,提出了一种基于VBA(嵌入在Auto CAD图形系统中的Visual Basic语言)的轨迹再现联动凸轮机构CAD及图形仿真.该CAD算法和相应的软件程序将联动凸轮轨迹再现分成4个能独立运行的模块,即输入轨迹点数值模块、构造从动件运动规律模块、构造凸轮轮廓曲线模块及联动凸轮机构轨迹再现图形仿真模块.该图形仿真采用了在Auto CAD系统中动态精确显示机构运动简图的方式显示设计结果,因而设计结果具有直观和可靠的特点.     

弧面分度凸轮通用方程式研究

弧面分度凸轮的廓面方程式在相关的文献和设计手册上是针对某种工况下推导出来的,缺少通用性,容易引起误读,笔者根据凸轮和滚子的空间啮合原理,考虑凸轮的旋向、转盘的转向对凸轮廓面方程的影响后,推导出通用方程式。在此基础上,运用现代CAD设计软件,建立精确的凸轮三维模型,为弧面分度凸轮的研究与设计提供便利。     

A CAD/CAM System for High Performance Precision Drum Cams

This paper describes a computer-aided design and manufacturing system for the design and production of complex profiles for high-performance drum cams within the specified tolerance. The system graphically generates the cam profile on the cylindrical drum after performing an analysis of the kinematic performance for the prescribed follower motion, using a B-spline representation of follower curves. Eight different types of follower motion for a translating follower are considered. The kinematic performance is based on the criteria of achieving the lowest levels of velocity and acceleration for each curve. The system is also able to simulate the motion of the designed cam graphically. The system also recommends the best cam profile on the basis of comparing the kinematic performance of all the B-spline representations of all the follower motions.     

三坐标测量机在凸轮快速测量中的应用

基于三坐标测量机的边界扫描方式,提出一种在工件型面上直接采点的凸轮快速测量方法。基于点方法生成B-样条曲线函数拟合测头中心轨迹,构造偏置曲线函数,对球形测头进行半径补偿,并利用UG／OPEN GRIP软件生成凸轮的实际轮廓线和升程曲线。试验结果表明,该方法能高效、准确、方便地实现凸轮检测。     

新型连杆凸轮组合机构

创新了一种可实现定传动比传动的连杆凸轮组合机构；分析了该机构的传动原理、传动比计算；推导出了凸轮理论廓线及其切线与法线的数学方程；利用解析法求出了各高副接触点公法线汇交点的坐标值，给出了节圆的概念；建立了凸轮理论廓线上任意一点压力角表达式；推导出了主从动构件的力矩关系式。基于这种机构成功研制了一种新型连杆凸轮减速器。     

基于Pro／E的摆动从动件盘形凸轮设计

对摆动从动件盘形凸轮的设计原理进行了研究,推导出了凸轮轮廓上的点到回转中心的距离表达式,并利用Pro／E软件中的Graph曲线和可变截面扫描命令对凸轮进行了设计,从而大大提高了凸轮设计的精度,缩短了设计时间,提高了效率。其设计过程具有较好的通用性和适用性,有借鉴价值。