基于遗传算法的共轭凸轮机构计算机辅助设计*

葛乐乐，张 龙，胡凯文

(南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094)

0 引 言

两个凸轮固结在同一回转轴，分别称为主凸轮和回凸轮，用于控制从动件的推程与回程，固结的两凸轮称为共轭凸轮，一般将控制从动件推程的凸轮称为主凸轮。共轭凸轮机构因其传动精确，能够精确控制机构从动件的推程和回程，被广泛应用于打纬、开口、引纬等精密机械中[1,2]。

为了保证共轭凸轮机构的精确性，需要设计有较高精度的凸轮廓曲线。凸轮机构的设计方法大致分为图解法和解析法两大类。图解法的设计任务量比较大，而且不能满足设计精度的要求；因此，大多采用解析法，利用计算机进行求解。

蔡汉明等[3]使用C#语言对AutoCAD进行了二次开发，得到了凸轮轮廓曲线的DWG格式文件，实现了共轭凸轮的参数化设计；魏奔等[4,5]为了实现共轭凸轮机构满足许用压力角的要求，利用MATLAB开发计算机辅助设计软件，通过人机交互的方式获得了凸轮廓线特征点数据；LIU Qing-li等[6]使用Creo软件输入公式生成凸轮轮廓曲线，实现了共轭凸轮的参数化设计，并对机构进行了运动仿真，验证了从动件运动规律；赵晓芬[7]在NX5草图环境下，利用弗洛克近似法求解，确定了凸轮机构的基本尺寸，通过输入轮廓曲线表达式生成了凸轮草图，拉伸生成了凸轮三维模型。上述方法不能实现共轭凸轮机构压力角最小化，不能使机构的传动效率达到最优；而且，以上方法只能得到凸轮的轮廓曲线特征点或零件图，不能直接获得凸轮的三维模型。……