浮动滚子/平底推杆—盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合与软件开发

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德国海德堡高速印刷机送纸机构是一种典型的“浮动推杆-盘形凸轮机构”,本文将连杆-摇杆间许用压力角条件引入已有机构性能评价体系中,重新对其三种演化机构的Ⅰ类尺寸综合问题进行研究。浮动正半径滚子/平底推杆-盘形凸轮机构尺寸综合理论皆是基于类速度图原理,通过提出“三力汇交点瞬时区间套”、“凸轮滚子接触点瞬时区间套”、满足双压力角条件的“瞬时区域套/边界”等概念,分析总结两种传动性能条件下瞬时解域/边界的规律性结论,进而对“整程区域套/边界”加以讨论并给出解析表达,最终提出最紧凑机构解的求解方法,较为圆满的解决了满足双压力角条件的浮动正半径滚子推杆-盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合问题。其中浮动平底推杆-盘形凸轮机构尺寸综合还要考虑运动保真的问题,本文基于离散边界及右手定则给出了运动保真性校核的方法,并通过分析凸轮轴心解域特征,给出最紧凑机构解的求解方法,较为圆满的解决了满足双压力角条件的浮动平底推杆-盘形凸轮机构的Ⅰ类尺寸综合问题。以浮动负半径滚子推杆-盘形凸轮机构为研究对象,提出五项机构约束条件及校核方法,通过构建尺寸坐标系O-r0Ru0,划定尺寸域Ω(r0,R,u0)及“离散-网格”等方法,解得满足单一约束条件的解域及边界线,进而对这些解域求交得到归并约束下的边界/解域,借由Matlab揭示了尺寸解空间Ωall的存在及空间曲面(?)Ωall的特征,最终提出最紧凑机构解的求解方法,较为圆满的解决了满足五项机构约束条件的浮动负半径滚子推杆-盘形凸轮机构Ⅰ类尺寸综合问题。最后,本文在Visual Basic2019上完成了各类机构Ⅰ类尺寸综合可视化软件的开发,通过以上对三种演化机构所做的研究以及对照比较,验证了引入新机构性能指标的必要性,揭示了新旧许用压力角条件解域间的内在联系,对于凸轮-连杆组合机构尺寸综合的理论发展及实际应用有着重要意义。
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