滚珠丝杠传动机构的运动学优化[外文翻译].doc

附件C：译文


滚珠丝杠传动机构的运动学优化
D. Mundo , H.S. Yan

摘要

本文提出的是一种传输机制的一种运动学优化的方法，在此非圆（数控）齿轮是用来在输出运动时执行机械控制。这项研究是关于滚珠丝杠传动机构的运动控制。我们的目标是设计一个双变量半径齿轮作为驱动机制来降低螺杆的最大加速度。滚珠丝杠机制的运动学特征通过无量纲运动方程的分析来制定优化问题。然后实施遗传算法来优化目标函数，并通过处罚法来来实现设计规则。I
最佳机制的运动学分析可以减少螺杆37%的最大速度与维持在恒速的恒定螺距螺杆相比较。运动仿真学会用来验证这种方法。

关键词：滚珠丝杠传动;运动学优化;遗传算法;数控齿轮

1.介绍

追求高效率和高品质的工业敦促研究员研究有效的机制设计方法，以提高机器的自动操作性能。
传统的改善输出运动特性的方法是假定输入速度恒定，并提出重新设计和制造不同的拥有更好的动力或是力学性能的机制。比如Mills[1]等人提出的优化设计凸轮机构。
另一个处理这个问题的方法是主动控制机械的输入速度，通过设计一个可变的输入/输出速度的驱动系统来实现。1956年，Rothbart[2]建议使用Withworth快速返回机制提供一个可变输入的速度的凸轮，从而减少了凸尺寸和压力角。后来，Tesar and Matthew [ 3 ]得出分析变量输入高速凸轮从动机制的运动方程。
快速发展的伺服电机及其控制系统使设计研究人员设计出伺服综合机制，其特点是电脑控制输入速度。 1994年，Chew and Plan [ 4 ]采用了直流伺服电机以尽量减少高速机电粘合机的残余振动，而Yan等[ 5,6 ]论证，从动机构的运动学特征依赖于凸轮的速度曲线。此外，他们提出了凸轮机构的主动控制的理论[ 7 ] ，通过制定设计最佳的电脑控制输入速度功能的方法。
1990年， Kochev [ 8 ]建议，积极平衡平面连杆机构动摇的力矩和扭矩波动，而最近Yao [ 9 ]等人，研究了动态变速平面机构。
尽管有广泛的关于可变输入速度的运动优化功能的文献，但很少有研究侧重于滚珠丝杠传输技术的应用。这种由滚珠丝杠连杆基本构成和由曲柄滑块系统驱动的机构在一些工业上应用。一个例子是纺织机械[ 10 ]中使用的螺旋传动机构。