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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 平面直動滾子凸輪設(shè)計，附算法 [打印本頁]

作者: cmxsn 時間: 2014-12-20 21:13
標(biāo)題: 平面直動滾子凸輪設(shè)計，附算法
目的：設(shè)計一個平面凸輪的外輪廓
如下圖，從動件為滾針軸承，帶導(dǎo)軌，需要確定基圓直徑，和升程曲線。
（參考書籍：凸輪算法，80年代的國產(chǎn)貨，我也不知道書名；另一本，英文：cam design handbook）

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凸輪升程曲線要求運(yùn)動盡可能平滑，就是加速度平滑，這樣電機(jī)壽命長，當(dāng)前比較好的是7段組合式加速度曲線（參考書1），如圖，我們知道總升程h，總角度，需要通過計算得出每一段的加速度，速度，和行程（升程）的表達(dá)式，進(jìn)而計算并繪制凸輪外輪廓。
[attach]339941[/attach]
公式如下
[attach]339945[/attach]
因為是舉升，重力向下，我們希望加速段比較長，減速段比較短，就是加速段的角度比減速段的多
[attach]339942[/attach]
于是我們需要一個程序，輸入角度和升程，以及加減速段的比值，輸出每個角度對應(yīng)的升程數(shù)值；
部分程序如下（MATLAB）：
rb=45;rt=31;e=0;h=85;
%  推程運(yùn)動角；遠(yuǎn)休止角；回程運(yùn)動角；近休止角；推程許用壓力角；凸輪轉(zhuǎn)速
ft=155;fs=20;fh=155;fx=30;alpha_p=35;n=60;
%  角度和弧度轉(zhuǎn)換系數(shù)；機(jī)構(gòu)尺度
hd=pi/180;du=180/pi;se=sqrt(rb^2-e^2);
w=n*2*pi/60; omega=w*du;       % 凸輪角速度（°/s）
p=3; % 加速段角度和減速段角度比值
for f=1:ft
if (0<=f&&f<=1/4*p/(1+p)*ft)
      %s(f)=0.09724613*h*(4*f/ft-1/pi*sin(4*pi*f/ft));sxs=s(f);
      s(f)=2*p/(1+p)*h/(2+pi)*(2*f/(2*p/(1+p)*ft)-1/2/pi*sin(4*pi*f/(2*p/(1+p)*ft)));sxs=s(f);
      ds(f)=0.3889845*(2*p/(1+p)*h)/(2*p/(1+p)*ft)*(1-cos(4*pi*f/(2*p/(1+p)*ft)));sxds=ds(f);
      d2s(f)=4.888124*(2*p/(1+p)*h)/(2*p/(1+p)*ft)^2*sin(4*pi*f/(2*p/(1+p)*ft));sxd2s=d2s(f);
end
if (1/4*p/(1+p)*ft<f&&f<=3/4*p/(1+p)*ft)
      %s(f)=(p/(1+p)*h)*(2.444016188*(f/ft)^2-0.22203094*f/ft+0.00723406);sxs=s(f);
      s(f)=(2*p/(1+p)*h)/(2+pi)*(1/4-1/2/pi+2/(2*p/(1+p)*ft)*(f-(2*p/(1+p)*ft)/8)+4*pi/(2*p/(1+p)*ft)^2*(f-(2*p/(1+p)*ft)/8)^2);sxs=s(f);
      ds(f)=(2*p/(1+p)*h)/(2*p/(1+p)*ft)*(4.888124*f/(2*p/(1+p)*ft)-0.222031);sxds=ds(f);
      d2s(f)=4.888124*(2*p/(1+p)*h)/(2*p/(1+p)*ft)^2;sxd2s=d2s(f);
end
if (3/4*p/(1+p)*ft<f&&f<=4/4*p/(1+p)*ft)
      %s(f)=(p/(1+p)*h)*(1.6110155*f/ft-0.0309544*sin(4*pi*f/ft)-0.3055077);sxs=s(f);
      s(f)=(2*p/(1+p)*h)/(2+pi)*(-pi/2+2*(1+pi)*f/(2*p/(1+p)*ft)+1/2/pi*sin(4*pi*f/(2*p/(1+p)*ft)));sxs=s(f);
      ds(f)=(2*p/(1+p)*h)/(2*p/(1+p)*ft)*(1.6110155+0.3889845*cos(4*pi*f/(2*p/(1+p)*ft)));sxds=ds(f);
      d2s(f)=-4.888124*(2*p/(1+p)*h)/(2*p/(1+p)*ft)^2*sin(4*pi*f/(2*p/(1+p)*ft));sxd2s=d2s(f);
   end
上面的程序最終會計算出，在1-155度中，每一度變化對應(yīng)的升程數(shù)值s；速度ds；加速度d2s。
最終效果（把計算的點給autocad畫圖）我不用擔(dān)心睡不著覺了。
[attach]339947[/attach]

有興趣的可以一起聊這個曲線。
附書1的部分目錄，可以幫助找到同一本書
[attach]339944[/attach]

[attach]339948[/attach]

作者: fmdd 時間: 2014-12-20 23:45
”當(dāng)前比較好的是7段組合式加速度曲線“

為何是這種曲線？

我喜歡用正弦余弦曲線，我的速度比較慢

作者: 機(jī)械汪雙洋 時間: 2014-12-21 10:55
謝謝

作者: 陽光MAN 時間: 2014-12-21 11:44
晚上回家試一下

作者: hoot6335 時間: 2014-12-21 18:52
本帖最后由 hoot6335 于 2014-12-21 21:42 編輯

哈哈，大俠用的是標(biāo)準(zhǔn)的修正梯形再變形。
按照機(jī)構(gòu)的設(shè)定“ft=155;fs=20;fh=155;fx=30;alpha_p=35;n=60”。
“p=3; % 加速段角度和減速段角度比值”。表述不嚴(yán)謹(jǐn)，會誤解。
因為推程和回程都有加速段和減速段。

實際上，“加速度是時間的函數(shù)”這樣理解更合適。
為了達(dá)到“我們希望加速段比較長，減速段比較短，就是加速段的角度比減速段的多;”這一目的
設(shè)定一個系數(shù)=p/(1+p)，那么：
推程：用的是1/4 *系數(shù) ， 3/4*系數(shù) , 1*系數(shù)。
回程：沒下載大俠的程序，由于上面的誤解，不好妄下結(jié)論。
按我的理解，推程取一系列T值，回程再取一系列T值，完全可以實現(xiàn)LZ的設(shè)計目的。

另外，大俠的程序好像沒有體現(xiàn)文中所說“7段組合”。不知大俠能否把各曲線補(bǔ)齊。
要求過分了點，哈哈

給個建議，不等式兩邊可以約去“*p/(1+p)*ft”，把“f&&f”改成時間T，不要用角度。這樣，你的程序?qū)⒂袠O大的通用性。

對應(yīng)的中文目錄
[attach]339993[/attach]

作者: 739046455 時間: 2014-12-25 09:07
感謝分享啊

作者: georgemcu 時間: 2015-11-5 19:55
本帖最后由 georgemcu 于 2015-11-5 19:58 編輯

hoot6335 發(fā)表于 2014-12-21 18:52
" ~& n0 |1 r+ O. _ {- h. L, Q哈哈，大俠用的是標(biāo)準(zhǔn)的修正梯形再變形。5 Q; G/ }$ o+ g2 e
按照機(jī)構(gòu)的設(shè)定“ft=155;fs=20;fh=155;fx=30;alpha_p=35;n=60”。 ...

Cam design handbook,2011年看過，也受益匪淺。
就是由于看了這本書，讓我在那一年完成自己的第一版凸輪設(shè)計程序，在11年公司工作需要用的凸輪都可以完成！

上個月由于遇到了凸輪設(shè)計的新問題，所以又重新閱讀了多本凸輪著作。
不過對凸輪優(yōu)化，感覺快要抓住了可以還是沒有抓住。
意思就是沒有透徹。
hoot前輩一個對凸輪曲線的優(yōu)化應(yīng)該算是比較精通了吧！

對與那些著作里提到的30幾中曲線，上個月，我也是已經(jīng)全部收納成功：）
自己做個程序，自己用！
就像你在其他貼中說的一樣，自己建的數(shù)學(xué)模型，自己寫的代碼，用的放心！
出錯，立馬查得到！
哈哈！

作者: pacelife 時間: 2015-11-7 17:38
盤式凸輪算是比較簡單的了，而且也有現(xiàn)成的軟件可以使用，復(fù)雜的是三維凸輪，這個才是考驗功底的

作者: georgemcu 時間: 2015-11-9 21:27

pacelife 發(fā)表于 2015-11-7 17:38
8 h. ]4 b/ R- y, E% B4 H盤式凸輪算是比較簡單的了，而且也有現(xiàn)成的軟件可以使用，復(fù)雜的是三維凸輪，這個才是考驗功底的

三維弧面。。。想當(dāng)初2011年接觸分度凸輪indexing的時候，沒有看過正規(guī)的書籍，就憑網(wǎng)上的幾篇論文，硬著頭皮去研究，做INDEXING的設(shè)計程序，影響中程序做到了可以展開到平面的曲線部分，剩下只能通過手工包覆到凸輪曲面去生成槽，不過還不是弧面，沒有讀書多可怕，當(dāng)時真的是犀利糊涂的，呵呵，不過現(xiàn)在也忘記了，有空等我手頭上的事處理完，可以去完成我的那部分了

作者: georgemcu 時間: 2015-11-12 18:01
問樓主一個問題，里面的公式有自己推導(dǎo)過嗎？我今天自己推了一下，發(fā)現(xiàn)有一個地方，為什么是 -3/8beta 和 1/2beta,而不是-3/8beta 和 3/8beta, cam design hand book，第63頁。具體請見附件！

作者: 你大爺_ 時間: 2016-4-22 20:46
對于凸輪，我簡直就是外行，感興趣而一直入不了門，哎！??！

作者: chennaiqian 時間: 2020-3-31 11:44

感謝分享啊

作者: 我的鞋子丟了 時間: 2020-4-15 08:49
厲害

作者: 奔跑的小伙 時間: 2021-1-16 11:18
謝謝!~

作者: 魚不在水里 時間: 2023-7-24 15:32

作者: a79003625 時間: 2023-7-26 18:24
感謝大大我也想知道來這可以增加知識

作者: 天達(dá)機(jī)電123 時間: 2023-7-27 15:14
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作者: YIDA. 時間: 2023-10-22 07:29
贊

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