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基于ADAMS的盘形凸轮参数化设计与轮廓曲线优化
摘要
本文以基于ADAMS的盘形凸轮参数化设计与轮廓曲线优化为研究对象，探究了盘形凸轮的参数化设计和轮廓曲线优化的方法。在ADAMS软件平台下，通过对盘形凸轮的几何参数进行参数化并使用参数化优化的方法，可以实现对盘形凸轮的设计与优化。同时，针对轮廓曲线的设计和优化问题，本文提出了一种基于Adams和MATLAB联合优化的方法，可以更加全面、精确地进行轮廓曲线的设计和优化。
关键词：盘形凸轮，参数化设计，曲线优化，ADAMS
Abstract
ThispaperfocusesontheparameterizeddesignandprofilecurveoptimizationofdiskcambasedonADAMS.ThemethodofparameterizeddesignandoptimizationofdiskcamcanberealizedbyusingparameterizedoptimizationmethodonthegeometricparametersofdiskcamunderthesoftwareplatformofADAMS.Meanwhile,amethodbasedonADAMSandMATLABjointoptimizationisproposedforthedesignandoptimizationofprofilecurve,whichcanbemorecomprehensiveandaccurate.
Keywords:Diskcam,parameterizeddesign,curveoptimization,ADAMS
第1章绪论
盘形凸轮是一种广泛应用于机械传动的机构，其设计和优化是机构设计领域的研究热点之一。在设计和制造盘形凸轮时，传统方法通常是凭经验和试错方法进行设计和制造，容易出现误差和浪费资源。因此，在今天，使用计算机辅助工具进行盘形凸轮的设计和优化已成为一种必要的技术手段。
本文以盘形凸轮的设计和优化为研究对象，主要研究内容包括盘形凸轮的参数化设计和曲线优化。在盘形凸轮的参数化设计方面，文中运用了ADAMS软件，通过对盘形凸轮的几何参数进行参数化，对盘形凸轮的特性进行定量分析，并探究对盘形凸轮进行参数化优化的方法。
在轮廓曲线的优化方面，本文提出了一种基于Adams和MATLAB联合优化的方法。通过引入MATLAB优化工具箱，对盘形凸轮的轮廓曲线进行全面的优化，并对优化结果进行分析和评估。该方法具有较高的精确度和普适性，为盘形凸轮的设计和优化提供了一种有力的工具。
第2章盘形凸轮的参数化设计
盘形凸轮是一种直线往复运动转化为旋转运动的机构，广泛应用于机械传动和控制系统中。盘形凸轮的设计和制造直接影响其运动性能和使用寿命。因此，盘形凸轮的参数化设计是盘形凸轮设计中的一个重要环节。
2.1盘形凸轮的几何参数
盘形凸轮的几何参数包括凸轮半径R、凸轮高度H、凸轮基圆半径r、凸轮顶角度、与凸轮相交线的偏移量等。其中，凸轮半径R和凸轮高度H是盘形凸轮设计中最为关键的几何参数，在盘形凸轮的设计过程中需要对这些几何参数进行合理的选择。
2.2盘形凸轮的参数化设计方法
盘形凸轮的参数化设计方法包括基于公式法的参数化计算和基于ADAMS软件的参数化设计。其中，基于公式法的参数化计算是一种简单粗暴的方法，该方法通过公式计算确定盘形凸轮的几何参数，可以快速的进行盘形凸轮的参数化设计。然而，基于公式法的参数化计算存在精度不高、计算效率低等缺点，不适用于精度要求较高的盘形凸轮设计。
基于ADAMS软件的参数化设计方法，是以ADAMS为软件平台，以盘形凸轮的几何参数作为输入，根据盘形凸轮的运动特性和限制条件，通过ADAMS软件中的参数化优化模块，计算出最优的几何参数，实现盘形凸轮的参数化设计。该方法具有计算精度高、计算效率高等优点，在盘形凸轮设计中得到了广泛应用。
第3章盘形凸轮的曲线优化
盘形凸轮的曲线优化是盘形凸轮设计的另一个重要环节，对于盘形凸轮运动特性和寿命的影响至关重要。盘形凸轮的曲线优化主要包括轮廓曲线的优化和曲线参数的优化两个方面。
3.1轮廓曲线的优化
基于Adams和MATLAB联合优化的轮廓曲线优化方法，是一种以ADAMS为模拟平台，以MATLAB中的全局优化算法为优化工具的联合优化方法。该方法主要包括以下步骤：
（1）在ADAMS中建立盘形凸轮的运动模型，设置盘形凸轮构造参数，计算盘形凸轮的工作轨迹和所需运动性能。
（2）基于设计要求，选取合适的轮廓曲线类型。
（3）将轮廓曲线的控制点和曲率半径参数化表示，并将其定义为MATLAB优化模型的目标函数和变量。
（4）运行MATLAB全局优化工具箱，通过计算轮廓曲线所对应的盘形凸轮的运动性能