[发明专利]一种凸轮从动件运动规律的设计方法及得到的凸轮

权利要求书

1.一种凸轮从动件运动规律的设计方法，其特征在于，设计步骤如下：

步骤一：根据要求确定凸轮从动件运动规律的特性；

所述特性包括上升段和下降段是否对称以及每段中是否带有缓冲段；

步骤二：确定凸轮从动件运动规律在上升段的表达式；

首先确定从动件上升段跃度曲线的表达式，再依次积分得到加速度、速度、升程的表达式；所述从动件上升段跃度曲线全部由多段直线组成，各段直线连接处都保持连续；

对于上升段没有缓冲段的凸轮，所述从动件跃度曲线在上升段中仅由基本段组成；基本段跃度曲线上升沿的斜率全部相等，下降沿的斜率全部相等，上升沿和下降沿的斜率互为相反数；

对于上升段有缓冲段的凸轮，所述从动件跃度曲线在上升段中由缓冲段和基本段组成；缓冲段跃度曲线上升沿的斜率全部相等，下降沿的斜率全部相等，上升沿和下降沿的斜率互为相反数；

所述从动件运动规律在上升段各段的通用数学表达式为：

J_i＝C_i4*a_i+C_i3

A_i＝C_i4/2*a_i²+C_i3*a_i+C_i2

V_i＝C_i4/6*a_i³+C_i3/2*a_i²+C_i2*a_i+C_i1

H_i＝C_i4/24*a_i⁴+C_i3/6*a_i³+C_i2/2*a_i²+C_i1*a_i+C_i0

其中下标i表示不同的分段，C_i0、C_i1、C_i2、C_i3、C_i4为各段中用到的待定系数，a_i为各段的角度；

步骤三：确定凸轮从动件运动规律在上升段的相关参数；

在上升段中的基本段的相关参数包括最大升程H_m、最大正加速度A_max、最大负加速度-A_min、最大跃度J_m和最大跳度K_m；

对于上升段有缓冲段的凸轮，相关参数还包括缓冲段末端升程H_h、缓冲段末端速度V_h、缓冲段最大加速度A_h、缓冲段最大跃度J_h和缓冲段最大跳度K_h；

步骤四：根据凸轮从动件运动规律在上升段的表达式和上升段的相关参数求解得到凸轮从动件运动规律在上升段的具体的数学表达式；

步骤五：根据凸轮函数的对称性得到下降段的数学表达式，完成整个凸轮从动件运动规律的设计；

对于上升段和下降段对称的凸轮，根据凸轮函数的对称关系直接由上升段的数学表达式对称处理得到下降段的数学表达式；

对于上升段和下降段不对称的凸轮，先按照下降段的设计要求依据步骤二到四的方法得到满足下降段设计要求的上升段的数学表达式，再根据凸轮函数的对称关系将满足下降段设计要求的上升段数学表达式对称处理得到下降段的数学表达式。

2.根据权利要求1所述的一种凸轮从动件运动规律的设计方法，其特征在于：所述的步骤二中上升段基本段的跃度曲线由8段直线组成，这8段直线从前向后依次为线性上升、保持不变、线性下降、保持为零、线性下降、保持不变、线性上升、保持为零。

3.根据权利要求1所述的一种凸轮从动件运动规律的设计方法，其特征在于：对于上升段带缓冲段的凸轮，所述步骤二的跃度曲线在上升段的缓冲段由8段直线组成，这8段直线从前向后依次为线性上升、保持不变、线性下降、保持为零、线性下降、保持不变、线性上升、保持为零。