滚子推杆等加速度直动时移动凸轮廓线的求解方法

摘要

本发明提供了一种滚子推杆等加速度直动时移动凸轮廓线的求解方法，以克服目前该类移动凸轮机构设计中凸轮轮廓曲线的求解缺乏参考方法、凭经验设计等不足。该求解方法形成的凸轮廓线包括上升段抛物线EN与NF、水平段直线FF_f、下降段抛物线F_fN_f与N_fE_f，连接以上各段得到移动凸轮的轮廓曲线。本发明的有益效果是：根据所提供的方法求出的移动凸轮轮廓，在滚子推杆作等加速度往复直线运动时，推杆的运动速度无突变，消除了凸轮机构的刚性冲击，降低了传动件的振动与噪声，从而延长了凸轮机构的寿命；所述移动凸轮廓线求解方法简单直观、易于掌握，求出的凸轮廓线光滑连续、不会出现尖点或失真现象，便于用数控机床加工，生产效率高。

主权项

一种滚子推杆等加速度直动时移动凸轮廓线的求解方法，所述移动凸轮指与其匹配的滚子推杆作等加速度直动时的凸轮；其特征在于，该求解方法形成的移动凸轮廓线包括上升段抛物线EN与NF、水平段直线FF_f、下降段抛物线F_fN_f与N_fE_f，所述移动凸轮廓线的具体求解步骤如下：1)根据设计工况要求拟定：滚子推杆的升程H、滚子推杆作等加速度直动时的加速度a、凸轮的移动速度V、与滚子推杆的升程H对应的凸轮位移L₁，与水平段直线FF_f对应的凸轮位移L₂；2)按照滚子推杆的运动速度无突变、凸轮廓线光滑连续且不存在尖点或失真的原则，联立方程(1)与(2)：$\left\{\begin{array}{c}\frac{L_1}{L_1-x_N}-2=\frac{a}{V^2}[r-H+a{\left(\frac{L_1-x_N}{V}\right)}^2]---\left(1\right)\\ {({2x}_N-L_1)}^2[1+{\left(\frac{V^2}{a(L_1-x_N)}\right)}^2]=r^2---\left(2\right)\end{array}\right.$得到滚子推杆的滚子半径r、凸轮廓线上升段抛物线EN与NF的连接点的横坐标x_N；3)分别建立凸轮廓线的上升段抛物线、水平段直线、下降段抛物线的数学方程式：①建立凸轮廓线的上升段抛物线EN，其数学方程为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_{EN}=x+\frac{r}{\sqrt{1+{\left(\frac{V^2}{ax}\right)}^2}}\\ y_{EN}=0.5a{\left(\frac{x}{V}\right)}^2-\frac{r}{\sqrt{1+{\left(\frac{ax}{V^2}\right)}^2}}\end{array}\right.,0\le x\le (L_1-x_N)---\left(3\right)$②建立凸轮廓线的上升段抛物线NF，其数学方程为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_{NF}=L_1-x\\ y_{NF}=H-r-0.5a{\left(\frac{x}{V}\right)}^2\end{array}\right.,0\le x\le (L_1-x_N)---\left(4\right)$③建立凸轮廓线的水平段直线FF_f，其数学方程为：$y_{{\mathrm{FF}}_f}=H-r---\left(5\right)$④建立下降段抛物线F_fN_f与N_fE_f对应的数学方程：F_fN_f是将抛物线NF沿FF_f的中心线镜像后得到的抛物线，N_fE_f是将抛物线EN沿FF_f的中心线镜像后得到的抛物线；4)连接上升段抛物线EN与NF、水平段直线FF_f、下降段抛物线F_fN_f与N_fE_f，得到滚子推杆作等加速度直动时的移动凸轮廓线。