Оптимизация параметров кулачковых механизмов

Abstract

Обсуждается вопрос постановки задач оптимизации параметров кулачковых механизмов в свете системного подхода к проектированию. При оптимизации параметров этих механизмов в качестве целевой функции принимают различные критерии: износ профиля кулачка, максимальный угол давления, габариты механизма и т.д. Ограничения при этом могут накладываться на максимальное значение угла давления, минимальное значение радиусов кривизны выпуклого и вогнутого участков профиля кулачка, максимальное значение контактных напряжений и т.д. Наличие большого числа критериев затрудняет решение задачи в рамках системного похода к проектированию. В работе доказано, что минимизация целевой функции – максимальные контактные напряжения в высшей паре – приводит к уменьшению критерия, который характеризует максимальный нормальный износ. Также доказано, что при одном или втором упомянутом критерии не следует накладывать ограничения на величины максимального угла давления и минимального радиуса кривизны выпуклого участка профиля кулачка.The problem of task setting for cam mechanisms parameters optimization is discussed in the light of a system approach. The modern state of cam gear optimization synthesis is analyzed. Various criteria such as cam profile wear, maximum pressure angle, mechanism dimensions, etc. are set as objective functions at gear parameters optimization. Constraints can be imposed on the maximum value of pressure angle, the minimum value of curvature radii of cam profile convex and concave sections, the maximum value of contact stresses etc. The presence of a large number of criteria makes it difficult to solve the problem within the framework of a system approach to design. It is proved that minimization of the objective function (the maximum contact stresses in the highest pair), which characterizes the cam profile wear, leads to a criterion decrease, which characterizes the maximum normal wear. It is also proved that with first or second mentioned criteria, it is not necessary to impose constraints on the values of the maximum pressure angle and the minimum curvature radius of the cam profile convex portion.