[发明专利]弹簧‑档销结构开关档位槽轮廓曲线数值设计方法

权利要求书

1.一种弹簧-档销结构开关档位槽轮廓曲线数值设计方法，提供一弹簧-档销结构开关，所述弹簧-档销结构开关的外壳内设置有一档位槽，所述档位槽内设置有一轴，所述轴可由一手柄驱动绕轴心旋转，所述轴的径向设置有一圆孔，所述圆孔内设置有一档销，所述档销顶部为一半圆头，所述档销内设置有一弹簧，所述档销通过所述弹簧的弹簧力保持与所述档位槽轮廓曲线接触，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：不考虑摩擦功，根据给定的扭矩-角度曲线及能量法直接求弹簧压缩量的变化量Δs，所述扭矩-角度曲线中扭矩为所述弹簧-档销结构开关的系统所受的扭矩T，角度为档销转过的角度δ；

步骤S2：根据考虑摩擦的合外力功得到弹簧压缩量的变化量Δs_new，根据公式Δs^k＝Δs+ρ(Δs_new-Δs)得到弹簧压缩量的变化量修正值Δs^k，其中ρ为松弛系数,若|Δs^k-Δs|≥0.001mm，则令Δs＝Δs^k重新代入进行迭代修正，否则输出Δs^k；

步骤S3：由所述弹簧压缩量的变化量修正值Δs^k确定最终的档位槽轮廓曲线。

2.根据权利要求1所述的弹簧-档销结构开关档位槽轮廓曲线数值设计方法，其特征在于：所述步骤S1的具体内容如下：

在垂直于所述弹簧-档销结构开关的轴中心线的平面内，以所述轴中心线与该平面的交点为原点O，以所述原点O与档销半圆头顶点初始位置的连线为X轴作平面直角坐标系；

根据能量守恒定理，所述弹簧-档销结构开关的势能ΔE_K与外力做功W_s满足平衡关系：

ΔE_K＝W_s (1)

ΔEK=12ks2-12ks02---(2)]]>

W_s＝W_T＝∫Tdδ (3)

其中，k为所述弹簧的弹性系数，s为弹簧压缩量，s₀为弹簧初始压缩量，T为系统所受的扭矩，W_T为扭矩所做的功；

s0=L-L0-rc0-(rp2-(D02)2)---(4)]]>

其中，L为弹簧自然长度，L₀为簧底深度即弹簧所在孔的底部与原点O之间的距离，r_c0为初始位置档销半圆头圆心C到O的距离，r_p为档销半圆头半径，D₀为弹簧外径；

结合上述公式可得：

弹簧压缩量的变化量Δs为：