機械設計外文翻譯-凸輪機構的優化方法【中文2029字】【PDF+中文WORD】
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【中文2029字】
凸輪機構的優化方法
摘要：在本文中,我們介紹了優化凸輪機構基礎的標準，我們也進行了幾種類型的機構的計算。我們研究在簡單的機械結構參數對于旋轉凸輪和從動件（平面或曲線）平移的曲率半徑的影響和對傳動角的影響。之后，我們提出了凸輪和平面旋轉從動件機構的優化計算，以及有圓形槽幫助的從動件凸輪機構的優化計算。為了更容易解釋結果，我們根據AutoCAD中所產生的計算程序的腳本文件得到了凸輪的可視化。
關鍵字：凸輪，曲率半徑，結構參數，壓力角，圓形小樹林
1. 優化標準
長期優化這個詞來自于拉丁語——擎天柱，這是最高級的，這意味著最好的，非常好，正確的表示，合適等。據羅馬尼亞語言詞典解釋，通過對優化的了解——技術——總體的科學研究（論文），這是最好的尋找一個解決問題辦法的選擇，或者根據另一個定義，在過程中不斷改進，直到找到最好的解決方案。
在數學上，通過優化已知的理解，微積分允許找到一個或多個參數的值所相對應的最大的一個函數。
對于一個凸輪機構，優化準則之一是曲率半徑的標準，根據這個標準，該從動件是平的或者有正曲率半徑的凸輪的曲率半徑一定是正的甚至高于規定值。
另一個必須被考慮到的標準是壓力角（用α表示），壓力角必須滿足的條件是當是壓力角在加大，的時候，壓力角在減小。
2. 簡單的平移從動件的凸輪機構優化
這樣一個平底從動件（圖1），凸輪的參數坐標如下：
圖1：一個旋轉凸輪和平底從動件的機構
從1式得
也推演得到了曲率半徑的表達式：
例如，如果位移定律是：
然后曲率半徑是：
最小，由下式給出：
在這種情況下，對于，最小的曲率半徑變成無效的，凸輪的形狀如圖2a，當，曲率半徑取消的地方為（圖2b）對于有負值，凸輪變成非功能性的。
如果我們用平底從動件在這些條件下，可以得到技術功能的凸輪。
圖2：帶有無效或者負的曲率半徑的非功能性凸輪
讓我們考慮在一般情況下，平的從動件在頂部處曲率半徑是負的確定半徑為r的圓形從動件，從而是凸輪變得實用。
這個從動件的槽的方程（圖3）：
從等式中得到：
推導曲率族的方程為：
取決于參數
圖3.凸輪旋轉和平面旋轉從動件的機構
方程的包絡檢測方程：
轉化為：
由式子（10）得到凸輪的方程，檢驗方程（12），在頂部滿足條件
得到曲率半徑為：
已知
得到：
接下來，因為已知
從方程（16）和給予的條件得到：
3. 轉動從動件機構的優化
對于初學者，認為一個具有長度扁平的從動件的機構如圖3，位移的規律為：
從方程：
可以得到凸輪的方程：
這里：
圖4：旋轉凸輪和平面旋轉從動件機構
用參數表示切點到點之間的距離，壓力角的關系作為結果由下式得出：
曲率半徑為：
壓力角a取決于從尺寸和d的角的振幅。
數值分析是由表格與步驟通過計算有限的差異衍生物組值R + b和d得到Dj =。
位移規律是：
根據方程(19)÷(24)得到一個計算程序在帕斯卡。這適用于不同的值。
首先解釋更容易得到的結果，在凸輪可視化方面非常有用，從而得到不同的參數。
這種可視化是在AutoCAD中，計算程序使用一個腳本文件所產生的。
在圖5中表示的情況下所獲得的凸輪。
在d=40和d=60這個情況時，可以看到，所獲得的凸輪不起作用，有些地方有負曲率半徑。
在d=20這個情況下，凸輪技術上是無用的，盡管它有連續的形態，在j=60°和j=240°被注意到有凹陷，扁平的從動件不能連續的在凸輪槽的外部輪廓上運動。
從壓力角的角度來看，它是確定的，在升降過程中，對于來講
圖5：在b=5的情況下所得到的凸輪
在R0=10，b=5，d=20時，雖然它得到的凸輪技術上講是無功能的，但是，通過保持相同的尺寸，通過使用一個圓形槽從動件可以獲得一種解決方案使得在技術上有功能（圖6）。
圖6：旋轉凸輪和圓形旋轉機構
所以得出：
——從動件的方程：
——一般方程：
推導得到方程：
——抓的條件是：
——凸輪的方程：
其中是從方程中推導得到的
——壓力角等于：
在給出了前面的值的情況下在數值上凸輪在技術上不起作用，有著更多的考慮
接著表示在不同情況下的凸輪取得的機構和不同曲率半徑的曲線的從動件。
圖7表示的是在R0=10，b=5，d=20的情況下，光灰色的凸輪是平扁的從動件所得到的，黑色的凸輪是曲率半徑為r=100，50，30，10的曲面從動件所得到的。
圖7：b=5，d=20情況下所得到的凸輪
對于有著平的從動件的機構（淺灰色凸輪），凸輪是沒有功能性的。在所有的4例曲線從動件所得到的凸輪是功能的，在壓力角滿足條件，在速度的提升和速度的降低中?？梢杂^察到，通過降低從動件的曲率半徑是為了得到一個有著更大的最小曲率半徑的凸輪。
4. 結論
在本文中介紹了兩種優化準則：標準的最小施加的曲率半徑和壓力角的標準。
本文是研究結構參數對于曲率半徑的影響和在計算程序幫助下的壓力角。
為了更加容易的解釋結果，所得的凸輪是考慮到不同的參數的可視化。這個可視化是在AutoCAD中，計算程序使用一個腳本文件所產生的。
對于優化的凸輪機構與一個圓形溝槽從動件，在保持相同的機構上的措施，得到了在技術上具有功能性的凸輪。
它研究了第三個參數的影響：圓形從動件的半徑。
它被認為是有用的在疊加所得到的凸輪帶有平的從動件和帶有不同曲率半徑的圓形從動件。
作者：Claudia–Mari Popa , Dinel Popa
國籍：美國
出處：ANALELE UNIVERSIT??II“EFTIMIE MURGU” RESI?A Fascicula de Inginerie
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