[发明专利]一种可扩展近休止角的傅里叶级数凸轮设计方法

权利要求书

1.一种可扩展近休止角的傅里叶级数凸轮设计方法，其特征在于，如下步骤：

步骤一、根据设计要求，给定傅式凸轮允许的位移的最大误差ε_s、速度允许的最大误差ε_v、加速度允许的最大误差ε_a；

步骤二、根据工况确定傅式凸轮近休止期，求出系数γ和δ；

步骤三、利用有限项傅式级数来表示凸轮的位移函数；

步骤四、求解有限项n时，傅式凸轮允许的位移的最大误差为ε_s、速度允许的最大误差为ε_v和加速度允许的最大误差为ε_a,若满足条件ε_s≤ε′_s；ε_v≤ε′_v；ε_a≤ε′_a，则确定n的值，得到傅式凸轮的实际位移函数中的S(θ),其中θ为傅式凸轮的转角，S(θ)为对应于θ角度时的推杆位移；将S(θ)带入傅式凸轮轮廓解析式求得傅式凸轮轮廓；否则增加n值，重新计算；

步骤五、根据近休止期的映射关系，反求出S(t)′、V(t)和A(t)；S(t)′表示运用改进算法求解的傅式凸轮位移传递函数，V(t)表示运用改进算法求解的傅式凸轮速度函数，A(t)表示运用改进算法求解的傅式凸轮加速度函数；

步骤六、基于S(t)′、V(t)和A(t)，设计出傅式凸轮轮廓。

2.如权利要求1所述的可扩展近休止角的傅里叶级数凸轮设计方法，其特征在于，所述步骤二包括如下步骤：

2.1、当傅式凸轮近休止角为90°，傅式凸轮对应的近休止期为[0,90°]U[360°-90°,360°]，运用传统算法求解的傅式凸轮位移传递函数S(t)为：

2.2当限定设计的傅式凸轮的近休止角为θ’，且0≤θ’＜90°；则θ’对应的近休止期为[0,θ’]U[360°-θ’,360°]；

此时，建立改进算法求解的傅式凸轮位移传递函数S(t)′，改进算法如下：

其中，a₀表示傅里叶级数展开式中的常数项；a_k表示傅里叶级数展开式中第k个a值系数；k表示傅里叶级数展开式中第k个值；ω表示凸轮机构的运动角速度，t表示时间；b_k表示傅里叶级数展开式中第k个b值系数；γ和δ均表示系数；

由公式(2)建立起θ与θ₀之间的关系，

θ₀＝γθ+δ (2)

θ₀表示采用改进算法求解时傅式凸轮位移传递函数是的傅式凸轮转角，θ表示采用传统算法求解时的傅式凸轮转角；

建立傅式凸轮的近休止期[0,θ’]U[360-θ’,360]与傅式凸轮的近休止期[0,90]U[360-90,360]的映射关系，则在傅式凸轮的升程阶段，有以下一元二次方程：

当θ₀取值为θ’，θ取值为90°时，求解得到γ和δ的值如下：

同理在傅式凸轮回程阶段，得到θ与θ₀之间的关系也如公式(2)所示。