凸輪機(jī)構(gòu)研究及發(fā)展趨勢(shì)綜述
2016-10-12程亞民 唐飛龍 王志剛 楊洋
（西華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，四川成都 610039）
（西華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，四川成都 610039）
摘 要：主要對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和輪廓設(shè)計(jì)作論述。首先對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和輪廓設(shè)計(jì)研究進(jìn)行了介紹，論述其在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況，同時(shí)指出凸輪機(jī)構(gòu)在目前應(yīng)用過程中存在的問題，并提出了相應(yīng)的解決方案，Z后對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)作了概述。
關(guān)鍵詞 ：凸輪機(jī)構(gòu)；運(yùn)動(dòng)規(guī)律；輪廓設(shè)計(jì)
0 引言
凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件及機(jī)架組成，通過直接接觸將預(yù)定的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)件。凸輪機(jī)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡，在各種機(jī)械中得到了廣泛的運(yùn)用，如輕工業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印染機(jī)械、內(nèi)燃機(jī)械等。凸輪機(jī)構(gòu)之所以能在各種自動(dòng)機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用，還因?yàn)樗嬗袑?dǎo)引及控制機(jī)構(gòu)的各種功能。雖然現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平很高，但凸輪機(jī)構(gòu)理論和設(shè)計(jì)方法仍然是許多數(shù)學(xué)家、工程技術(shù)人員和自然科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。凸輪研究主要包括以下內(nèi)容：一是凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，二是凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓設(shè)計(jì)。經(jīng)過多年研究，凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要有多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)[1]，凸輪輪廓設(shè)計(jì)主要有平面凸輪機(jī)構(gòu)、空間凸輪機(jī)構(gòu)，確定輪廓的方法有瞬心法、包絡(luò)法、共軛曲面法、等距曲面法[2]、反求法。
1 凸輪研究歷史概述
在Z近的研究中一些學(xué)者還提出了其他類型的機(jī)構(gòu)，如球面分度凸輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合式平行分度凸輪機(jī)構(gòu)和弧面球包絡(luò)分度機(jī)構(gòu)等，在過去的幾十年里凸輪研究工作者對(duì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)及凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究不僅取得了顯著的成就，還拓寬了凸輪的研究領(lǐng)域和方向。
（1）對(duì)從動(dòng)件彈性的凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了比較深入的研究，并分析了多種凸輪曲線對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能的影響，同時(shí)也涉及了有關(guān)間隙的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、諧分析、諧綜合、振動(dòng)方面的研究。
（2）經(jīng)過多年積累，凸輪研究已在振動(dòng)、噪聲、磨損等方面取得了一定的成績(jī)。在20世紀(jì)，一些研究人員就將數(shù)值仿真方法用于研究凸輪從動(dòng)件磨損，效果良好。
在過去的100年里，凸輪機(jī)構(gòu)的發(fā)展決定著新的制造工藝的發(fā)展。早在20世紀(jì)30年代，F(xiàn).D.Furman就寫了一本專門介紹凸輪設(shè)計(jì)的著作，當(dāng)時(shí)的研究工作主要集中在低速凸輪，且主要分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律；到40年代，就開始有人對(duì)凸輪的振動(dòng)進(jìn)行研究，并從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)展到有理論根據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，40年代末，J.A.Hrones就注意到從動(dòng)件的剛度對(duì)凸輪運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的影響；50年代，又有不少學(xué)者運(yùn)用各種儀器對(duì)高速凸輪的動(dòng)力學(xué)影響進(jìn)行了研究，如高速攝影機(jī)、加速度分析儀，Tear對(duì)多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)的研究，T.Weber等人又提出了傅氏運(yùn)動(dòng)規(guī)律[3]。日本在凸輪設(shè)計(jì)方面尋求凸輪的精確解和凸輪的運(yùn)動(dòng)曲線多樣化，他們還加強(qiáng)了凸輪動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)方面的研究，提高了凸輪的速度，發(fā)展了高速凸輪。
2 凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用和研究存在的問題及解決方案
2.1凸輪機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)性能分析中存在的問題和解決方案
凸輪機(jī)構(gòu)分析方法很多，傳統(tǒng)分析方法都需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，工作量很大，分析結(jié)果也很難進(jìn)行詳細(xì)的描述。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給凸輪機(jī)構(gòu)的分析帶來了新方法。國(guó)外對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)性能分析的研究已取得了一些成果，研發(fā)了具有凸輪機(jī)構(gòu)分析功能的軟件，這些軟件功能強(qiáng)大，但成本高、計(jì)算繁瑣、可視化沒有針對(duì)性。國(guó)內(nèi)也在研發(fā)凸輪機(jī)構(gòu)分析軟件，但與國(guó)外研究相比仍有很大差距，能夠自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，并具有動(dòng)畫等可視化顯示功能的軟件很少。解決這些問題，對(duì)于研發(fā)一套成本低、操作簡(jiǎn)單的凸輪機(jī)構(gòu)通用分析軟件十分重要。要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)建模，首先要解決凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成形式及參數(shù)描述問題，為計(jì)算機(jī)提供用戶機(jī)構(gòu)分析所需的信息。通過人機(jī)交互構(gòu)建分析模型的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）實(shí)現(xiàn)分析軟件的通用性；（2）能夠進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析，形象直觀，操作簡(jiǎn)單；（3）當(dāng)參數(shù)改變時(shí)，只需要在計(jì)算機(jī)界面上簡(jiǎn)單操作，就可以修改模型，從而達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期的目標(biāo)。
在國(guó)內(nèi)外凸輪機(jī)構(gòu)研究成果的基礎(chǔ)上，利用人機(jī)交互方式實(shí)現(xiàn)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成的描述，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)建模。根據(jù)分析機(jī)構(gòu)的元素組成順序，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的子模塊，完成機(jī)構(gòu)的分析計(jì)算。該軟件具有使用方便、計(jì)算精度高、可視化效果好和后期處理功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
2.2凸輪機(jī)構(gòu)在再現(xiàn)軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的問題和解決方案
優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用Z為廣泛的一種方法，凸輪機(jī)構(gòu)軌跡再現(xiàn)的設(shè)計(jì)方法已不再局限于幾何法和實(shí)驗(yàn)法。但目前再現(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)軌跡的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，通常是站在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度思考問題，注重結(jié)構(gòu)誤差對(duì)機(jī)構(gòu)輸出偏差的影響，卻忽略了制造過程中加工誤差產(chǎn)生的影響。因此，這種設(shè)計(jì)往往在理論上可行，但由于加工誤差的存在會(huì)使機(jī)構(gòu)輸出偏差增大，導(dǎo)致這種在理論上可行的設(shè)計(jì)反而在實(shí)際應(yīng)用中變得不可行。因此，由于加工過程中的誤差產(chǎn)生的輸出偏差應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮進(jìn)去。用相同的方法加工一批構(gòu)件，受公差的影響，幾何尺寸呈正態(tài)分布，是隨機(jī)變量而不是常量，而機(jī)構(gòu)輸出偏差是幾何尺寸及其分散度的函數(shù)，也是隨機(jī)變量。如何將隨機(jī)變量引入一般優(yōu)化設(shè)計(jì)的變量中，使之更好地反映事物的概率，需要將以概率統(tǒng)計(jì)方法為基礎(chǔ)的可靠性設(shè)計(jì)與一般的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，使機(jī)構(gòu)再現(xiàn)軌跡的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有可靠性。
機(jī)構(gòu)尺寸公差對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)再現(xiàn)軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響，需從設(shè)計(jì)和制造的角度進(jìn)行考慮。隨機(jī)變量設(shè)置為有統(tǒng)計(jì)特征的設(shè)計(jì)變量，采用可靠的設(shè)計(jì)原理，建立優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，較好地反映客觀實(shí)際，在給定設(shè)計(jì)精度的前提下將Z大公差作為目標(biāo)函數(shù)，這樣不僅可以降低制造成本，而且適用于因制造公差及鉸鏈磨損致使構(gòu)件長(zhǎng)度的微小變化對(duì)輸出精度產(chǎn)生較大影響的工作場(chǎng)合。可見，目標(biāo)函數(shù)的選擇是優(yōu)化工作中的關(guān)鍵[4]。
2.3凸輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)性能分析方面存在的問題
（1）凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合較為復(fù)雜，只能近似地實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與軌跡；（2）由于凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈通常較長(zhǎng)，再加上各運(yùn)動(dòng)副元素之間表面的磨損，因而會(huì)產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)誤差累計(jì)。
3 凸輪機(jī)構(gòu)未來的發(fā)展趨勢(shì)
回顧過去，展望未來，凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用研究將向多學(xué)科之間相互融合和滲透方向發(fā)展。
對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)分析與綜合應(yīng)從不同的角度、采用不同的方法去研究。在對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能分析并揭示其特征本質(zhì)的基礎(chǔ)上，尋求機(jī)構(gòu)尺寸綜合的新理論和新方法，以便能快捷、簡(jiǎn)便地完成機(jī)構(gòu)分析特別是機(jī)構(gòu)綜合的任務(wù)。我們要把計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量大、圖形顯示、數(shù)據(jù)處理、快速計(jì)算等功能，應(yīng)用到凸輪機(jī)構(gòu)分析與綜合的理論、概念、知識(shí)、方法中，充分發(fā)揮其分析判斷與邏輯推理等作用，以推動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與綜合在工程實(shí)際中的應(yīng)用及將現(xiàn)代化、可視化軟件系統(tǒng)應(yīng)用到產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中。
未來凸輪機(jī)構(gòu)研究的對(duì)象將會(huì)是由機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和原動(dòng)機(jī)結(jié)合而成的整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，通過對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的研究，揭示其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特征及其對(duì)動(dòng)力分配的影響，從而改進(jìn)機(jī)構(gòu)的性能和創(chuàng)造出具有新用途的機(jī)構(gòu)，將是未來凸輪機(jī)構(gòu)發(fā)展的趨勢(shì)。
4 結(jié)語
凸輪機(jī)構(gòu)的研究，要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，充分應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，將不同的學(xué)科融合到一起，Z大限度地滿足人們的要求，使凸輪機(jī)構(gòu)在機(jī)構(gòu)學(xué)中能得到充分的發(fā)展和應(yīng)用，并對(duì)其不斷進(jìn)行優(yōu)化，使其在以后的科研領(lǐng)域中有更為廣闊的發(fā)展前景。
0 引言
凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪、從動(dòng)件及機(jī)架組成，通過直接接觸將預(yù)定的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)件。凸輪機(jī)構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡，在各種機(jī)械中得到了廣泛的運(yùn)用，如輕工業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印染機(jī)械、內(nèi)燃機(jī)械等。凸輪機(jī)構(gòu)之所以能在各種自動(dòng)機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用，還因?yàn)樗嬗袑?dǎo)引及控制機(jī)構(gòu)的各種功能。雖然現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平很高，但凸輪機(jī)構(gòu)理論和設(shè)計(jì)方法仍然是許多數(shù)學(xué)家、工程技術(shù)人員和自然科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。凸輪研究主要包括以下內(nèi)容：一是凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，二是凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓設(shè)計(jì)。經(jīng)過多年研究，凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律主要有多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)、三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)[1]，凸輪輪廓設(shè)計(jì)主要有平面凸輪機(jī)構(gòu)、空間凸輪機(jī)構(gòu)，確定輪廓的方法有瞬心法、包絡(luò)法、共軛曲面法、等距曲面法[2]、反求法。
1 凸輪研究歷史概述
在Z近的研究中一些學(xué)者還提出了其他類型的機(jī)構(gòu)，如球面分度凸輪機(jī)構(gòu)、內(nèi)嚙合式平行分度凸輪機(jī)構(gòu)和弧面球包絡(luò)分度機(jī)構(gòu)等，在過去的幾十年里凸輪研究工作者對(duì)凸輪輪廓設(shè)計(jì)及凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究不僅取得了顯著的成就，還拓寬了凸輪的研究領(lǐng)域和方向。
（1）對(duì)從動(dòng)件彈性的凸輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了比較深入的研究，并分析了多種凸輪曲線對(duì)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)性能的影響，同時(shí)也涉及了有關(guān)間隙的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、諧分析、諧綜合、振動(dòng)方面的研究。
（2）經(jīng)過多年積累，凸輪研究已在振動(dòng)、噪聲、磨損等方面取得了一定的成績(jī)。在20世紀(jì)，一些研究人員就將數(shù)值仿真方法用于研究凸輪從動(dòng)件磨損，效果良好。
在過去的100年里，凸輪機(jī)構(gòu)的發(fā)展決定著新的制造工藝的發(fā)展。早在20世紀(jì)30年代，F(xiàn).D.Furman就寫了一本專門介紹凸輪設(shè)計(jì)的著作，當(dāng)時(shí)的研究工作主要集中在低速凸輪，且主要分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律；到40年代，就開始有人對(duì)凸輪的振動(dòng)進(jìn)行研究，并從經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)展到有理論根據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，40年代末，J.A.Hrones就注意到從動(dòng)件的剛度對(duì)凸輪運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的影響；50年代，又有不少學(xué)者運(yùn)用各種儀器對(duì)高速凸輪的動(dòng)力學(xué)影響進(jìn)行了研究，如高速攝影機(jī)、加速度分析儀，Tear對(duì)多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了詳細(xì)的研究，T.Weber等人又提出了傅氏運(yùn)動(dòng)規(guī)律[3]。日本在凸輪設(shè)計(jì)方面尋求凸輪的精確解和凸輪的運(yùn)動(dòng)曲線多樣化，他們還加強(qiáng)了凸輪動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)方面的研究，提高了凸輪的速度，發(fā)展了高速凸輪。
2 凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用和研究存在的問題及解決方案
2.1凸輪機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)性能分析中存在的問題和解決方案
凸輪機(jī)構(gòu)分析方法很多，傳統(tǒng)分析方法都需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，工作量很大，分析結(jié)果也很難進(jìn)行詳細(xì)的描述。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給凸輪機(jī)構(gòu)的分析帶來了新方法。國(guó)外對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)性能分析的研究已取得了一些成果，研發(fā)了具有凸輪機(jī)構(gòu)分析功能的軟件，這些軟件功能強(qiáng)大，但成本高、計(jì)算繁瑣、可視化沒有針對(duì)性。國(guó)內(nèi)也在研發(fā)凸輪機(jī)構(gòu)分析軟件，但與國(guó)外研究相比仍有很大差距，能夠自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，并具有動(dòng)畫等可視化顯示功能的軟件很少。解決這些問題，對(duì)于研發(fā)一套成本低、操作簡(jiǎn)單的凸輪機(jī)構(gòu)通用分析軟件十分重要。要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)建模，首先要解決凸輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成形式及參數(shù)描述問題，為計(jì)算機(jī)提供用戶機(jī)構(gòu)分析所需的信息。通過人機(jī)交互構(gòu)建分析模型的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）實(shí)現(xiàn)分析軟件的通用性；（2）能夠進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析，形象直觀，操作簡(jiǎn)單；（3）當(dāng)參數(shù)改變時(shí)，只需要在計(jì)算機(jī)界面上簡(jiǎn)單操作，就可以修改模型，從而達(dá)到縮短設(shè)計(jì)周期的目標(biāo)。
在國(guó)內(nèi)外凸輪機(jī)構(gòu)研究成果的基礎(chǔ)上，利用人機(jī)交互方式實(shí)現(xiàn)對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成的描述，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)建模。根據(jù)分析機(jī)構(gòu)的元素組成順序，計(jì)算機(jī)可自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的子模塊，完成機(jī)構(gòu)的分析計(jì)算。該軟件具有使用方便、計(jì)算精度高、可視化效果好和后期處理功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
2.2凸輪機(jī)構(gòu)在再現(xiàn)軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的問題和解決方案
優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用Z為廣泛的一種方法，凸輪機(jī)構(gòu)軌跡再現(xiàn)的設(shè)計(jì)方法已不再局限于幾何法和實(shí)驗(yàn)法。但目前再現(xiàn)凸輪機(jī)構(gòu)軌跡的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，通常是站在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度思考問題，注重結(jié)構(gòu)誤差對(duì)機(jī)構(gòu)輸出偏差的影響，卻忽略了制造過程中加工誤差產(chǎn)生的影響。因此，這種設(shè)計(jì)往往在理論上可行，但由于加工誤差的存在會(huì)使機(jī)構(gòu)輸出偏差增大，導(dǎo)致這種在理論上可行的設(shè)計(jì)反而在實(shí)際應(yīng)用中變得不可行。因此，由于加工過程中的誤差產(chǎn)生的輸出偏差應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮進(jìn)去。用相同的方法加工一批構(gòu)件，受公差的影響，幾何尺寸呈正態(tài)分布，是隨機(jī)變量而不是常量，而機(jī)構(gòu)輸出偏差是幾何尺寸及其分散度的函數(shù)，也是隨機(jī)變量。如何將隨機(jī)變量引入一般優(yōu)化設(shè)計(jì)的變量中，使之更好地反映事物的概率，需要將以概率統(tǒng)計(jì)方法為基礎(chǔ)的可靠性設(shè)計(jì)與一般的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，使機(jī)構(gòu)再現(xiàn)軌跡的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有可靠性。
機(jī)構(gòu)尺寸公差對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)再現(xiàn)軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)的影響，需從設(shè)計(jì)和制造的角度進(jìn)行考慮。隨機(jī)變量設(shè)置為有統(tǒng)計(jì)特征的設(shè)計(jì)變量，采用可靠的設(shè)計(jì)原理，建立優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，較好地反映客觀實(shí)際，在給定設(shè)計(jì)精度的前提下將Z大公差作為目標(biāo)函數(shù)，這樣不僅可以降低制造成本，而且適用于因制造公差及鉸鏈磨損致使構(gòu)件長(zhǎng)度的微小變化對(duì)輸出精度產(chǎn)生較大影響的工作場(chǎng)合。可見，目標(biāo)函數(shù)的選擇是優(yōu)化工作中的關(guān)鍵[4]。
2.3凸輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)性能分析方面存在的問題
（1）凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)綜合較為復(fù)雜，只能近似地實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與軌跡；（2）由于凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈通常較長(zhǎng)，再加上各運(yùn)動(dòng)副元素之間表面的磨損，因而會(huì)產(chǎn)生較大的運(yùn)動(dòng)誤差累計(jì)。
3 凸輪機(jī)構(gòu)未來的發(fā)展趨勢(shì)
回顧過去，展望未來，凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用研究將向多學(xué)科之間相互融合和滲透方向發(fā)展。
對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)分析與綜合應(yīng)從不同的角度、采用不同的方法去研究。在對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能分析并揭示其特征本質(zhì)的基礎(chǔ)上，尋求機(jī)構(gòu)尺寸綜合的新理論和新方法，以便能快捷、簡(jiǎn)便地完成機(jī)構(gòu)分析特別是機(jī)構(gòu)綜合的任務(wù)。我們要把計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量大、圖形顯示、數(shù)據(jù)處理、快速計(jì)算等功能，應(yīng)用到凸輪機(jī)構(gòu)分析與綜合的理論、概念、知識(shí)、方法中，充分發(fā)揮其分析判斷與邏輯推理等作用，以推動(dòng)機(jī)構(gòu)分析與綜合在工程實(shí)際中的應(yīng)用及將現(xiàn)代化、可視化軟件系統(tǒng)應(yīng)用到產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中。
未來凸輪機(jī)構(gòu)研究的對(duì)象將會(huì)是由機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)和原動(dòng)機(jī)結(jié)合而成的整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，通過對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的研究，揭示其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)特征及其對(duì)動(dòng)力分配的影響，從而改進(jìn)機(jī)構(gòu)的性能和創(chuàng)造出具有新用途的機(jī)構(gòu)，將是未來凸輪機(jī)構(gòu)發(fā)展的趨勢(shì)。
4 結(jié)語
凸輪機(jī)構(gòu)的研究，要順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，充分應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，將不同的學(xué)科融合到一起，Z大限度地滿足人們的要求，使凸輪機(jī)構(gòu)在機(jī)構(gòu)學(xué)中能得到充分的發(fā)展和應(yīng)用，并對(duì)其不斷進(jìn)行優(yōu)化，使其在以后的科研領(lǐng)域中有更為廣闊的發(fā)展前景。
【參考文獻(xiàn)】
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[2]張玉華，辛重鎬.設(shè)計(jì)平面凸輪輪廓的新方法[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2004，40（1）：33-37.
[3]莫亞梅.凸輪機(jī)構(gòu)研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].南通工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，15（1）：21-25.
[4]盧險(xiǎn)峰.優(yōu)化設(shè)計(jì)導(dǎo)引[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.
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來源：《機(jī)電信息》2015年第24期
