第4 4章 凸 轮 机 构 4.1 4.1 凸轮机构的类型和应用凸轮机构的类型和应用 4.2 4.2 从动件基本运动规律从动件基本运动规律 4.3 4.3 凸轮轮廓设计凸轮轮廓设计 4.4 4.4 凸轮尺寸的确定凸轮尺寸的确定 图图4-1 4-1 凸轮机构的等效连杆机构凸轮机构的等效连杆机构 4.1 凸轮机构的类型和应用 4.1.1 4.1.1 凸轮机构的组成和类型凸轮机构的组成和类型 图图4-2 4-2 内燃机的配气机构内燃机的配气机构 图图4-3 4-3 自动车床的自动进刀机构自动车床的自动进刀机构 1. 1. 按凸轮的形状分按凸轮的形状分 （（1 1）） 盘盘形形凸凸轮轮如如图图4-24-2所所示示，，这这种种凸凸轮轮是是绕绕固固定定轴轴转转动动并并且具有变化向径的盘形构件，它是凸轮的基本形式且具有变化向径的盘形构件，它是凸轮的基本形式 (2) (2) 移移动动凸凸轮轮这这种种凸凸轮轮外外形形通通常常呈呈平平板板状状，，如如图图4-44-4所所示示的的凸凸轮轮，，可可视视作作回回转转中中心心位位于于无无穷穷远远时时的的盘盘形形凸凸轮轮。
它它相相对对于于机架作直线移动机架作直线移动 (3) (3) 圆圆柱柱凸凸轮轮：：如如图图4-34-3所所示示，，凸凸轮轮是是一一个个具具有有曲曲线线凹凹槽槽的的圆柱形构件它可以看成是将移动凸轮卷成圆柱演化而成的圆柱形构件它可以看成是将移动凸轮卷成圆柱演化而成的 盘盘形形凸凸轮轮和和移移动动凸凸轮轮与与其其从从动动件件之之间间的的相相对对运运动动是是平平面面运运动动，，所所以以它它们们属属于于平平面面凸凸轮轮机机构构；；圆圆柱柱凸凸轮轮与与从从动动件件的的相相对对运运动为空间运动，动为空间运动， 故它属于空间凸轮机构故它属于空间凸轮机构 图图4-4 4-4 移动凸轮移动凸轮 2. 2. 按从动件的结构形式分按从动件的结构形式分 从从动动件件仅仅指指与与凸凸轮轮相相接接触触的的从从动动的的构构件件图图4-54-5所所示示为为常常用用的的几几种种形形式式：：(a)(a)为为尖尖顶顶移移动动从从动动件件；；(b)(b)为为滚滚子子从从动动件件；； (c)(c)为为平平底底从从动动件件；；(d)(d)为为球球面面底底从从动动件件。
滚滚子子从从动动件件的的优优点点要要比比滑滑动动接接触触的的摩摩擦擦系系数数小小，，但但造造价价要要高高些些对对同同样样的的凸凸轮轮设设计计，，采采用用平平底底从从动动件件其其凸凸轮轮的的外外廓廓尺尺寸寸要要比比采采用用滚滚子子从从动动件件小小，，故故在在汽汽车车发发动动机机的的凸凸轮轮轴轴上上通通常常都都采采用用这这种种形形式式在在生生产产机机械械上上更更多多的的是是采采用用滚滚子子从从动动件件，，因因为为它它既既易易于于更更换换，，又又具具有有可可从从轴轴承承制制造造商商中中购购买买大大量量备备件件的的优优点点沟沟槽槽凸凸轮轮要要求求用用滚滚子子从从动动件件 滚滚子子从从动动件件基基本本上上都都采采用用特特制制结结构构的的球球轴轴承承或或滚滚子子轴轴承承 球球面面底底从从动动件件的的端端部部具具有有凸凸出出的的球球形形表表面面，，可可避避免免因因安安装装位位置置偏偏斜斜或或不不对对中中而而造造成成的的表表面面应应力力和和磨磨损损都都增增大大的的缺缺点点，，并并具具有有尖尖顶顶与与平平底底从从动动件件的的优优点点，，因此这种结构形式的从动件在生产中应用也较多因此这种结构形式的从动件在生产中应用也较多。
图图4-5 4-5 凸轮从动件常用形式凸轮从动件常用形式 3. 3. 按凸轮与从动件保持接触的方式分按凸轮与从动件保持接触的方式分 凸凸轮轮机机构构是是一一种种高高副副机机构构，，它它与与低低副副机机构构不不同同，，需需要要采采取取一一定定的的措措施施来来保保持持凸凸轮轮与与从从动动件件的的接接触触，， 这这种种保保持持接接触触的的方方式式称称为封闭为封闭( (锁合锁合) ) 常见的封闭方式有：常见的封闭方式有： (1) (1) 力力封封闭闭利利用用从从动动件件的的重重量量、、弹弹簧簧力力( (图图4-24-2所所示示) )或或其其他他外外力使从动件与凸轮保持接触力使从动件与凸轮保持接触 (2) (2) 形形封封闭闭依依靠靠凸凸轮轮和和从从动动件件所所构构成成高高副副的的特特殊殊几几何何形形状状，， 使其彼此始终保持接触常用的形封闭凸轮机构有以下几种：使其彼此始终保持接触常用的形封闭凸轮机构有以下几种： ①① 凹凹槽槽凸凸轮轮：：依依靠靠凸凸轮轮凹凹槽槽使使从从动动件件与与凸凸轮轮保保持持接接触触，，如如图图4-6 (a)4-6 (a)所示。
这种封闭方式简单，但增大了凸轮的尺寸和重量这种封闭方式简单，但增大了凸轮的尺寸和重量 ②② 等等宽宽凸凸轮轮：：如如图图4-6(b)4-6(b)所所示示，，从从动动件件做做成成框框架架形形状状，，凸凸轮轮轮轮廓廓线线上上任任意意两两条条平平行行切切线线间间的的距距离离等等于于从从动动件件框框架架内内边边的的宽宽度度，， 因因此此使使凸凸轮轮轮轮廓廓与与平平底底始始终终保保持持接接触触这这种种凸凸轮轮只只能能在在转转角角180°180°内内根根据据给给定定运运动动规规律律按按平平底底从从动动件件来来设设计计轮轮廓廓线线，，其其余余180°180°必必须须按按照照等等宽宽原原则则确确定定轮轮廓廓线线，，因因此此从从动动件件运运动动规规律律的的选选择择受到一定限制受到一定限制 ③③ 等等径径凸凸轮轮：：如如图图4-6(c)4-6(c)所所示示，，从从动动件件上上装装有有两两个个滚滚子子，， 其其中中心心线线通通过过凸凸轮轮轴轴心心，，凸凸轮轮与与这这两两个个滚滚子子同同时时保保持持接接触触这这种种凸凸轮轮理理论论轮轮廓廓线线上上两两异异向向半半径径之之和和恒恒等等于于两两滚滚子子的的中中心心距距离离，， 因因此此等等径径凸凸轮轮只只能能在在180°180°范范围围内内设设计计轮轮廓廓线线，，其其余余部部分分的的凸凸轮轮廓廓线需要按等径原则确定。
线需要按等径原则确定 ④④ 主主回回凸凸轮轮：：如如图图4-6(d)4-6(d)所所示示，，用用两两个个固固结结在在一一起起的的盘盘形形凸凸轮轮分分别别与与同同一一个个从从动动件件上上的的两两个个滚滚子子接接触触，，形形成成结结构构封封闭闭 其其中中一一个个凸凸轮轮( (主主凸凸轮轮) )驱驱使使从从动动件件向向某某一一方方向向运运动动，，而而另另一一个个凸凸轮轮( (回回凸凸轮轮) )驱驱使使从从动动件件反反向向运运动动主主凸凸轮轮廓廓线线可可在在360°360°范范围围内内按按给给定定运运动动规规律律设设计计，，而而回回凸凸轮轮廓廓线线必必须须根根据据主主凸凸轮轮廓廓线线和和从动件的位置确定从动件的位置确定 主回凸轮可用于高精度传动主回凸轮可用于高精度传动 图图4-6 4-6 凸轮机构的封闭方式凸轮机构的封闭方式 4.1.2 4.1.2 凸轮机构的特点与应用凸轮机构的特点与应用 由由上上述述可可知知，，凸凸轮轮机机构构构构件件少少，，占占据据空空间间不不大大，，是是一一种种结结构构简简单单和和紧紧凑凑的的机机构构。
从从动动件件的的运运动动规规律律是是由由凸凸轮轮轮轮廓廓曲曲线线决决定定的的，，只只要要凸凸轮轮轮轮廓廓曲曲线线设设计计得得当当，，就就可可以以使使从从动动件件实实现现任任意意预预期期的的运运动动规规律律，，并并且且运运动动准准确确可可靠靠，，便便于于设设计计因因此此在在自自动动机机床床进进刀刀机机构构、、上上料料机机构构、、内内燃燃机机配配气气机机构构、、制制动动机机构构以以及及印印刷刷机机、、 纺纺织织机机、、闹闹钟钟和和各各种种电电气气开开关关中中得得到到广广泛泛应应用用但但因因凸凸轮轮机机构构是是点点或或线线接接触触的的高高副副机机构构，，易易磨磨损损，，所所以以通通常常多多用用于于传传力力不不大大的的控控制制和和调调节节机机构构中中另另外外，，凸凸轮轮形形状状复复杂杂、、不不易易加加工工，， 这也在一定程度上限制了凸轮机构的应用这也在一定程度上限制了凸轮机构的应用 4.2 从动件基本运动规律 图图4-7(b)4-7(b)是是对对心心尖尖顶顶移移动动从从动动件件盘盘形形凸凸轮轮机机构构，，其其中中以以凸凸轮轮轮轮廓廓最最小小向向径径r rb b为为半半径径所所作作的的圆圆称称为为基基圆圆，，r rb b称称为为基基圆圆半半径径。
在在图图示示位位置置时时，，从从动动件件处处于于上上升升的的最最低低位位置置，，也也是是从从动动件件离离凸凸轮轮轴轴心心最最近近的的位位置置，，其其尖尖顶顶与与凸凸轮轮在在B B0 0点点接接触触当当凸凸轮轮以以等等角角速速度度ω ω逆逆时时针针方方向向转转动动时时，，从从动动件件将将依依次次与与凸凸轮轮轮轮廓廓各各点点接接触触，，从从动动件件的的位位移移s s也也将将按按照照图图4-7(a)4-7(a)所所示示的的曲曲线线变变化化当当凸凸轮轮转转过过一一个个ΦΦs s′ ′ 角角度度时时，，凸凸轮轮轮轮廓廓上上的的基基圆圆弧弧B B0 0B B与与从从动动件件依依次次接接触触，，此此时时，，由由于于该该段段基基圆圆弧弧上上各各点点的的向向径径大大小小不不变变，，从从动动件件在在最最低低位位置置不不动动( (从从动动件件的的位位移移没没有有变变化化) )，，这这一一过过程程称称为为近近停停程程，，对对应应的的转转角角ΦΦs s′ ′称称为为近近停停程程角角当当凸凸轮轮转转过过一一个个中中角角度度ΦΦ时时，，从从动动件件被被凸凸轮轮推推动动，， 随随着着凸凸轮轮轮轮廓廓BDBD段段上上各各点点向向径径的的逐逐渐渐增增大大，，从从动动件件从从最最低低位位置置B B点点开开始始，，逐逐渐渐被被推推到到离离凸凸轮轮轴轴心心最最远远的的位位置置，，即即从从动动件件上上升升到到最最高位置高位置D D点，从动件的这一运动过程称为点，从动件的这一运动过程称为推程推程。
从从动动件件在在该该过过程程中中上上升升的的最最大大距距离离h h称称为为升升程程，，对对应应的的凸凸轮轮转转角角ΦΦ称称为为推推程程角角当当凸凸轮轮继继续续转转过过角角度度时时，，以以O O为为圆圆心心，，ODOD为为半半径径的的圆圆弧弧D D0 0D D与与从从动动件件尖尖顶顶接接触触，，从从动动件件在在离离凸凸轮轮轴轴心心最最远远位位置置处处静静止止不不动动，，从从动动件件的的这这一一过过程程称称为为远远停停程程，，与与此此对对应应的的凸凸轮轮转转角角ΦΦs s称称为为远远停停程程角角凸凸轮轮再再继继续续转转过过ΦΦ′ ′角角度度时时，，从从动动件件在在封封闭闭力力的的作作用用下下，，沿沿向向径径渐渐减减的的凸凸轮轮轮轮廓廓D D0 0B B0 0段段，，按按给给定定的的运运动动规规律律下下降降到到最最低低位位置置，，这这段段行行程程称称为为回回程程对对应应的的凸凸轮轮转转角角ΦΦ′ ′称称为为回回程程角角当当凸凸轮轮继继续续回回转转时时，，从从动动件件将将重重复复以以上上停停——升升——停停——降降的的运运动动循循环环以以凸凸轮轮转转角角φ φ为为横横坐坐标标、、从从动动件件的的位位移移s s为为纵纵坐坐标标，，可可用用曲曲线线将将从从动动件件在在一一个个运运动动循循环环中中的的位位移移变变化化规规律律表表示示出出来来，，如如图图4-7(a)4-7(a)所所示示，，该该曲曲线线称称为为从从动动件件的的位位移移线线图图( (s—φs—φ线线图图) )。
由由于于凸凸轮轮一一般般都都作作等等速速运运动动，，其其转转角角与与时时间间成成正正比比，，因因此此该该线线图图的的横横坐坐标标也也代代表表时时间间t t根根据据s—φs—φ线线图图，，用用图图解解微微分分法法可可以以作作出出从从动动件件的的速速度度线线图图( (v—φv—φ线线图图) )和和从从动动件件的的加加速速度线图度线图( (a—φa—φ线图线图) )，， 它们统称为它们统称为从动件的运动线图从动件的运动线图 图图4-7 4-7 尖顶移动从动件凸轮机构尖顶移动从动件凸轮机构 4.2.1 4.2.1 从动件基本运动规律从动件基本运动规律 1. 1. 等速运动规律等速运动规律 从从动动件件在在推推程程作作等等速速运运动动时时，，其其位位移移、、速速度度和和加加速速度度的的运运动动线线图图如如图图4-84-8所所示示在在此此阶阶段段，，经经过过时时间间t t0 0( (相相应应的的凸凸轮轮转转角角为为ΦΦ) )，，从从动动件件完完成成升升程程h h，，所所以以从从动动件件的的速速度度v v0 0＝＝h h／／t t0 0为为常常数数，， 速速度度线线图图为为水水平平直直线线，，从从动动件件的的位位移移s s= =v v0 0t t，，其其位位移移线线图图为为一一斜斜直直线，故又称直线运动规律。
线，故又称直线运动规律 由由于于凸凸轮轮常常以以等等角角速速度度ω ω转转动动，，所所以以凸凸轮轮转转角角φ=ωtφ=ωt，，则则Φ=ωtΦ=ωt0 0代入位移和速度公式整理得运动线图表达式：代入位移和速度公式整理得运动线图表达式： （（4-14-1）） 因因从从动动件件的的位位移移曲曲线线为为一一斜斜直直线线，，当当给给出出从从动动件件的的升升程程h h和对应的凸轮转角和对应的凸轮转角ΦΦ之后，之后，s—φs—φ线图可以很容易地作出来线图可以很容易地作出来 图图4-8 4-8 等速运动规律等速运动规律 图图4-9 4-9 改进型运动规律改进型运动规律 2. 2. 等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律 这这种种运运动动规规律律通通常常在在整整个个行行程程中中令令前前半半行行程程作作等等加加速速运运动动，，后半行程作等减速运动，其加速度和减速度的绝对值相等后半行程作等减速运动，其加速度和减速度的绝对值相等 图图4-104-10所所示示为为从从动动件件在在推推程程运运动动中中作作等等加加速速等等减减速速运运动动时时的的运运动动线线图图。
以以前前半半个个推推程程为为例例，，从从动动件件作作等等加加速速运运动动时时，，其其加加速速度度线线图图为为平平行行于于横横坐坐标标轴轴的的直直线线从从动动件件速速度度v=atv=at，，则则速速度度线线图图为斜直线从动件的位移为斜直线从动件的位移，，其其位位移移线线图图为为一一抛抛物物线线，，故故该该运运动动规规律律又又称称为为抛抛物物线线运运动动规规律律以以凸凸轮轮转转角角φ φ代代替替凸凸轮轮回回转转时时间间t t，，并并考考虑虑到到初初始始条条件件，，则则推推程程时时前前半半程程ABAB等等加加速速运运动动的的运运动方程为动方程为 (4-2) (4-2) 后半程后半程BCBC等减速运动的运动方程为等减速运动的运动方程为 (4-3) (4-3) 图图4 4- -1 10 0 等等加加速速等等减减速速运运动动规规律律 在在纵纵坐坐标标上上将将升升程程h h分分成成相相等等的的两两部部分分在在横横坐坐标标轴轴上上，，将将与与升升程程对对应应的的凸凸轮轮转转角角ΦΦ也也分分成成相相等等的的两两部部分分，，再再将将每每一一部部分分分分为为若若干干等等份份( (图图中中为为四四等等份份) )，，得得到到1 1，，2 2，，3 3，，4 4各各点点，，过过这这些些分分点点分分别别作作横横坐坐标标轴轴的的垂垂线线，，同同时时将将纵纵坐坐标标轴轴上上各各部部分分也也分分为为与与横横坐坐标标轴轴相相同同的的等等份份( (四四等等份份) )，，得得１１′ ′，，２２′ ′，，３３′ ′，，４４′ ′各各点点。
连连接接A1″A1″，， A2″A2″，， A3″A3″，， A4″A4″与与相相应应的的垂垂线线分分别别交交于于1″1″，， 2″2″，，3″3″，，4″4″各各点点，，将将这这些些交交点点连连接接成成光光滑滑曲曲线线，，即即可可得得到到推推程程ABAB段段的的等等加加速速运运动动的的位位移移线线图图( (抛抛物物线线) )后后半半行行程程的的等等减减速速运运动动规规律律位位移线图也可用同样的方法画出，只是弯曲的方向反过来移线图也可用同样的方法画出，只是弯曲的方向反过来 由由图图可可见见，，从从动动件件的的加加速速度度分分别别在在A A，，B B和和C C位位置置有有突突变变，，但但其其变变化化为为有有限限值值，，由由此此而而产产生生的的惯惯性性力力变变化化也也为为有有限限值值 这这种种由由加加速速度度和和惯惯性性力力的的有有限限变变化化对对机机构构所所造造成成的的冲冲击击、、振振动动和和噪噪声声要要较较刚刚性性冲冲击击小小，，称称之之为为柔柔性性冲冲击击因因此此，，等等加加速速等等减减速运动规律也只适用于中速、速运动规律也只适用于中速、 轻载的场合。
轻载的场合 3. 3. 简谐运动规律（了解）简谐运动规律（了解） 当当质质点点在在圆圆周周上上作作匀匀速速运运动动时时，，该该质质点点在在这这个个圆圆的的直直径径上上的的投投影影所所构构成成的的运运动动，，称称为为简简谐谐运运动动从从动动件件作作简简谐谐运运动动时时的的运运动动线线图图如如图图4-114-11所所示示由由位位移移线线图图可可以以看看出出，，从从动动件件位位移移曲曲线方程为线方程为 s=R-Rs=R-R cos cosθ θ 在此图中在此图中R R=h/2=h/2，， 当凸轮转角当凸轮转角φ=Φφ=Φ时，时，θ θ＝＝π π，则，则θ θ/π=/π=φ/Φφ/Φ将将R, θR, θ代入上式并对代入上式并对φ φ求一阶和二阶导数，可得从动件在推程中求一阶和二阶导数，可得从动件在推程中作简谐运动时的运动方程为作简谐运动时的运动方程为 (4-4) (4-4) 当当从从动动件件按按简简谐谐运运动动规规律律运运动动时时，，如如图图4-14-1１１所所示示，，其其加加速速度度曲曲线线为为余余弦弦曲曲线线，，故故又又称称为为余余弦弦加加速速度度运运动动规规律律。
由由加加速速度度线线图图可可知知，，这这种种运运动动规规律律在在开开始始和和终终止止两两点点处处加加速速度度有有突突变变，， 也也会会产产生生柔柔性性冲冲击击，，只只适适用用于于中中速速场场合合只只有有当当加加速速度度曲曲线线保保持连续持连续( (如图如图4-14-1１中的虚线所示１中的虚线所示) )时，时， 才能避免柔性冲击才能避免柔性冲击 简简谐谐运运动动的的位位移移线线图图作作法法如如下下：：将将横横坐坐标标轴轴上上代代表表Φ Φ的的线线段段分分为为若若干干等等份份( (图图中中分分为为六六等等份份) )，，得得分分点点1 1，， 2 2，， 3……3……过过这这些些分分点点作作横横坐坐标标轴轴的的垂垂线线再再以以升升程程h h为为直直径径在在纵纵坐坐标标轴轴上上作作一一半半圆圆，， 将将该该半半圆圆圆圆周周也也等等分分为为与与上上同同样样的的份份数数( (六六等等份份) )，，得得分分点点1 1，，2 2，， 3……3……过过这这些些分分点点作作平平行行于于横横坐坐标标轴轴的的直直线线分分别别与与上上述述各各对对应应的的垂垂直直线线相相交交，，将将这这些些交交点点连连接接成成光光滑滑的的曲曲线线，，即即得得简简谐谐运运动动规规律的位移曲线。
律的位移曲线 图图4-14-1１１ 简谐运动规律简谐运动规律 4. 4. 摆线运动规律（了解）摆线运动规律（了解） 如如图图4-124-12所所示示，，当当半半径径为为R R的的滚滚圆圆沿沿纵纵坐坐标标轴轴作作纯纯滚滚动动时时，， 圆圆周周上上某某定定点点MM的的运运动动轨轨迹迹为为一一摆摆线线，，该该点点在在纵纵坐坐标标轴轴上上投投影影的变化规律即构成摆线运动规律的变化规律即构成摆线运动规律 由由位位移移线线图图可可见见，，滚滚圆圆作作纯纯滚滚动动时时，，MB=AB=RMB=AB=Rθ θ，，故故其其位位移方程为移方程为 （s s=AB-BC==AB-BC=RθRθ- -R R sin sinθ θ 图图4-12 4-12 摆线运动规律摆线运动规律 因为因为h h＝＝2π2πR R，当，当θ θ=2π=2π时，时，φ=Φφ=Φ，故，故将其代入上将其代入上式并对式并对φ φ求一阶和二阶导数得推程阶段的运动方程为求一阶和二阶导数得推程阶段的运动方程为 （（4-54-5）） 式中式中φ φ的变化范围为的变化范围为0≤0≤φ φ≤ ≤ΦΦ。
由由运运动动线线图图可可知知，，当当从从动动件件按按摆摆线线运运动动规规律律运运动动时时，，其其加加速速度度按按正正弦弦曲曲线线变变化化，，故故又又称称为为正正弦弦加加速速度度运运动动规规律律从从动动件件在在行行程程的的始始点点和和终终点点处处加加速速度度皆皆为为零零，，且且加加速速度度曲曲线线均均匀匀连连续续而而无无突突变变，，因因此此在在运运动动中中既既无无刚刚性性冲冲击击，，又又无无柔柔性性冲冲击击，，常常用用于于较较高高速速度度的的凸凸轮轮机机构构摆摆线线运运动动规规律律的的位位移移曲曲线线作作法法如如图图4-4-1313所所示示画画出出坐坐标标轴轴，，以以行行程程h h和和对对应应的的凸凸轮轮转转角角Φ Φ为为两两边边作作一一矩矩形形，，并并作作矩矩形形对对角角线线O OQ Q；；将将代代表表ΦΦ的的线线段段分分成成若若干干等等份份，， 过过等等分分点点作作横横坐坐标标轴轴的的垂垂线线；；以以坐坐标标原原点点O O为为圆圆心心，，以以R R= =h h/2π/2π为为半半径径，，按按ΦΦ的的等等分分数数等等分分此此圆圆周周，，将将圆圆周周上上的的等等分分点点向向纵纵坐坐标标投投影影，，并并过过各各投投影影点点作作O OQ Q的的平平行行线线，，这这些些平平行行线线与与上上述述各各垂垂线线对应相交，对应相交， 将这些交点连成一光滑曲线，即为位移曲线。
将这些交点连成一光滑曲线，即为位移曲线 图图4-13 4-13 摆线运动规律的位移曲线摆线运动规律的位移曲线 4.2.2 4.2.2 从动件运动规律的选择从动件运动规律的选择 (1) (1) 当当只只要要求求从从动动件件实实现现一一定定的的工工作作行行程程，， 而而对对其其运运动动规规律律无无特特殊殊要要求求时时，，应应考考虑虑所所选选的的运运动动规规律律使使凸凸轮轮机机构构具具有有较较好好的的动动力力特特性性和和是是否否便便于于加加工工对对于于低低速速轻轻载载的的凸凸轮轮机机构构，，可可主主要要从从凸凸轮轮廓廓线线便便于于加加工工考考虑虑来来选选择择运运动动规规律律，，因因为为这这时时其其动动力力特特性性不不是是主主要要的的；；而而对对于于高高速速轻轻载载的的凸凸轮轮机机构构，，则则应应首首先先从从使使凸凸轮轮机机构构具具有有良良好好的的动动力力特特性性考考虑虑来来选选择择运运动动规规律律，，以以避避免免产产生生过过大大的的冲冲击击例例如如，，抛抛物物线线运运动动规规律律同同摆摆线线运运动动规规律律相相比比，，前前者者所所对对应应的的凸凸轮轮廓廓线线的的加加工工并并不不比比后后者者更更容容易易，，而而其其动动力力特特性性却比后者差，却比后者差， 所以在高速场合一般选用摆线运动规律。
所以在高速场合一般选用摆线运动规律 (2) (2) 对对从从动动件件的的运运动动规规律律有有特特殊殊要要求求，，而而凸凸轮轮转转速速又又不不高高时时，，应应首首先先从从满满足足工工作作需需要要出出发发来来选选择择从从动动件件的的运运动动规规律律，，其其次次考考虑虑其其动动力力特特性性和和是是否否便便于于加加工工例例如如，，对对于于图图4-34-3所所示示的的自自动动机机床床上上控控制制刀刀架架进进给给的的凸凸轮轮机机构构，，为为了了使使被被加加工工的的零零件件具具有有较较好好的的表表面面质质量量，，同同时时使使机机床床载载荷荷稳稳定定，，一一般般要要求求刀刀具具进进刀刀时时作作等等速速运运动动在在设设计计这这一一凸凸轮轮机机构构时时，，对对应应于于进进刀刀过过程程的的从从动动件件的的运运动动规规律律应应选选取取等等速速运运动动规规律律但但考考虑虑到到全全推推程程等等速速运运动动规规律律在在运运动动起起始始和和终终止止位位置置时时有有刚刚性性冲冲击击，，动动力力学学特特性性较较差差，， 可可在在这这两两处处作作适适当当改改进进，，以以保保证证在在满满足足刀刀具具等等速速进进刀刀的的前前提提下下，， 又又具有较好的动力学特性。
具有较好的动力学特性 (3) (3) 当当机机器器的的工工作作过过程程对对从从动动件件的的运运动动规规律律有有特特殊殊要要求求，， 而而凸凸轮轮的的运运转转速速度度又又较较高高时时，，应应兼兼顾顾两两者者来来选选择择从从动动件件的的运运动动规规律律一一般般可可考考虑虑将将不不同同形形式式的的常常用用运运动动规规律律恰恰当当地地组组合合起起来来，， 形成从动件完整的运动线图形成从动件完整的运动线图 (4) (4) 在在选选择择从从动动件件运运动动规规律律时时，，除除了了考考虑虑刚刚性性冲冲击击与与柔柔性性冲冲击击外外，，还还应应考考虑虑各各种种运运动动规规律律的的最最大大速速度度v vmaxmax和和最最大大加加速速度度a amaxmax对对机机构构动动力力性性能能的的影影响响通通常常，，对对质质量量较较大大的的从从动动件件系系统统，， 为为了了减减少少积积蓄蓄的的动动能能（（工工作作台台停停下下来来时时必必须须将将动动能能消消耗耗掉掉））应应选选择择v vmaxmax较较小小的的运运动动规规律律对对高高速速凸凸轮轮，，为为减减少少从从动动件件系系统统的的惯惯性性力力（（mamamaxmax）），，应应选选择择a amaxmax较较小小的的运运动动规规律律，，因因为为它它直直接接影影响响到到从从动动件件系系统统的的受受力力、、振振动动和和工工作作平平稳稳性性。
表表4-14-1列列出出了了几几种种常常用用的的基基本本运运动动规规律律的的特特性性比比较较，，并并给给出出它它们们的的推推荐荐应应用用范范围围，，可供选择时参考可供选择时参考 表表4-1 4-1 从动件常用运动规律特性比较从动件常用运动规律特性比较 4.3 凸轮轮廓设计 图图4-14 4-14 凸轮轮廓曲线的绘制凸轮轮廓曲线的绘制 4.3.1 4.3.1 用图解法设计凸轮轮廓用图解法设计凸轮轮廓 1. 1. 对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓设设凸凸轮轮的的基基圆圆半半径径为为r rb b，，凸凸轮轮以以等等角角速速度度ω ω逆逆时时针针方方向向回回转转，， 从从动件的运动规律已知试设计凸轮的轮廓曲线动件的运动规律已知试设计凸轮的轮廓曲线 根据反转法，根据反转法， 具体设计步骤如下：具体设计步骤如下： (1) (1) 选选取取位位移移比比例例尺尺μ μs s和和凸凸轮轮转转角角比比例例尺尺μ μφ φ，，按按4.24.2节节所所述述的的方方法法作作出出位位移移线线图图（（s s——φ φ）），，如如图图4-14(a)4-14(a)所所示示，，然然后后将将ΦΦ及及ΦΦ′ ′分分成成若若干干等等份份( (图图中中为为四四等等份份) )，，并并自自各各点点作作垂垂线线与与位位移移曲曲线线交交于于1′ 1′，， 2′ 2′，， ……，， 8′ 8′。
(2) (2) 选选取取长长度度比比例例尺尺μ μl l( (为为作作图图方方便便，，最最好好取取μ μl l＝＝μ μs s) )以以任任意意点点O O为为圆圆心心，，r rb b为为半半径径作作基基圆圆( (图图中中虚虚线线所所示示) ) 再再以以从从动动件件最最低低( (起起始始) )位位置置B B0 0起起沿沿- -ω ω方方向向量量取取角角度度ΦΦ，，ΦΦs s，，ΦΦ′ ′及及ΦΦs s′ ′ ，， 并并将将Φ Φ和和Φ′Φ′按按位位移移线线图图中中的的等等份份数数分分成成相相应应的的等等份份再再自自O O点点引引一一系系列列径径向向线线O1O1，， O2O2，， O3O3，，……各各径径向向线线即即代代表表凸凸轮轮在在各各转转角角时时从从动件导路所依次占有的位置动件导路所依次占有的位置 (3) (3) 自自各各径径向向线线与与基基圆圆的的交交点点B B1 1′ ′，，B B2 2′ ′，，B B3 3′…′…向向外外量量取取各各个个位位移移量量B B1 1′B′B1 1=11′=11′，，B B2 2′B′B2 2=22′=22′，，B B3 3′B′B3 3=33′=33′，，……得得B B1 1，，B B2 2，，B B3 3……等等点。
这些点就是反转后从动件尖顶的一系列位置这些点就是反转后从动件尖顶的一系列位置 (4) (4) 将将B B0 0，，B B1 1，，B B2 2，，B B3 3，，B B4 4，，……，，B B9 9各点连成光滑曲线各点连成光滑曲线( (图图中中B B4 4，，B B5 5间和间和B B9 9，，B B0 0间均为以间均为以O O为圆心的圆弧为圆心的圆弧) )，即得所求的凸，即得所求的凸轮轮廓曲线，如图轮轮廓曲线，如图4-14(b)4-14(b)所示 2. 2. 对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓 由由于于滚滚子子中中心心是是从从动动件件上上的的一一个个固固定定点点，，该该点点的的运运动动就就是是从从动动件件的的运运动动，，因因此此可可取取滚滚子子中中心心作作为为参参考考点点( (相相当当于于尖尖顶顶从从动动件件的的尖尖顶顶) )，，按按上上述述方方法法先先作作出出尖尖顶顶从从动动件件的的凸凸轮轮轮轮廓廓曲曲线线( (也也是是滚滚子子中中心心轨轨迹迹) )，，如如图图4-154-15中中的的点点划划线线，，该该曲曲线线称称为为凸凸轮轮的的理理论论廓廓线线。
再再以以理理论论廓廓线线上上各各点点为为圆圆心心，，以以滚滚子子半半径径r rT T为为半半径径作作一一系系列列圆圆然然后后，，作作这这些些圆圆的的包包络络线线β β，，如如图图中中实实线线，，它它便便是是使使用用滚滚子子从从动动件件时时凸凸轮轮的的实实际际廓廓线线由由作作图图过过程程可可知知，，滚滚子子从从动动件件凸凸轮轮的的基基圆圆半径半径r rb b应在理论廓线上度量应在理论廓线上度量 图图4-15 4-15 对心直动滚子从动件盘形凸轮机构对心直动滚子从动件盘形凸轮机构 4.3.2 4.3.2 用解析法设计凸轮轮廓（了解）用解析法设计凸轮轮廓（了解） 1. 1. 移动滚子从动件盘形凸轮轮廓移动滚子从动件盘形凸轮轮廓 已已知知从从动动件件运运动动规规律律s s= =f f( (φ φ) )，，凸凸轮轮基基圆圆半半径径r rb b，，滚滚子子半半径径r rT T，， 从从动动件件偏偏置置在在凸凸轮轮的的右右侧侧，，凸凸轮轮以以等等角角速速度度ω ω逆逆时时针针转转动动如如图图4-164-16所所示示，，取取凸凸轮轮转转动动中中心心O O为为原原点点，，建建立立直直角角坐坐标标系系OxyOxy。
根根据据反反转转法法，，当当凸凸轮轮顺顺时时针针转转过过角角φ φ时时，，从从动动件件的的滚滚子子中中心心则则由由B B0 0点反转到点反转到B B点，此时理论廓线上点，此时理论廓线上B B点的直角坐标方程为点的直角坐标方程为 式中：式中：s s ————对应于凸轮转角对应于凸轮转角φ φ的从动件位移；的从动件位移； e e为为偏偏距距，，如如果果e e=0=0，，式式(4-6)(4-6)即即是是对对心心直直动动滚滚子子从从动动件件盘盘形形凸轮理论廓线方程凸轮理论廓线方程 凸凸轮轮实实际际廓廓线线与与理理论论廓廓线线是是等等距距曲曲线线( (在在法法线线上上相相距距滚滚子子半半径径r rT T) )，，它它们们的的对对应应点点具具有有公公共共的的曲曲率率中中心心和和法法线线因因此此在在图图4-4-1616中中，，与与理理论论轮轮廓廓上上B B点点向向内内对对应应的的实实际际廓廓线线上上的的点点B B′ ′的的直直角角坐坐标为标为 (4-7) (4-7) 上上式式中中tantanβ β是是理理论论轮轮廓廓线线上上B B点点法法线线nnnn的的斜斜率率，，它它与与B B点点切切线线BEBE的斜率互为负倒数，的斜率互为负倒数， 所以所以 (4-8)(4-8) 根据式根据式(4-6)(4-6)有有 (4-9)(4-9) coscosβ β和和sinsinβ β可由式可由式(4-8)(4-8)求出求出 (4-10)(4-10) 将式将式(4-10)(4-10)代入式代入式(4-7)(4-7)，得到凸轮实际廓线的直角坐标方程，得到凸轮实际廓线的直角坐标方程 (4-11)(4-11) 图图4-16 4-16 用解析法设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓用解析法设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓 2. 2. 摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓 已已知知凸凸轮轮的的基基圆圆半半径径r rb b、、中中心心距距a a，，滚滚子子半半径径r rT T，，摆摆杆杆长长度度l l及及其其运运动动规规律律。
凸凸轮轮以以等等角角速速度度ω ω逆逆时时针针回回转转，，如如图图4-174-17所所示示 取取凸凸轮轮转转动动中中心心O O为为原原点点，，建建立立直直角角坐坐标标系系OxyOxy当当凸凸轮轮逆逆时时针针转转过过角角φ φ时时，，从从动动件件摆摆过过Ψ Ψ角角根根据据反反转转法法，，滚滚子子中中心心由由B B0 0点点反反转到转到B B点，此时理论廓线上点，此时理论廓线上B B点的直角坐标为点的直角坐标为 (4-12)(4-12) 式中：式中：Ψ Ψ0 0————摆杆初始位置角摆杆初始位置角 (4-13)(4-13) 图图4-17 4-17 用解析法设计摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓用解析法设计摆动滚子从动件盘形凸轮轮廓 4.4 凸轮尺寸的确定 4.4.1 4.4.1 凸轮机构的压力角及许用值凸轮机构的压力角及许用值 图图4-18 4-18 凸轮机构的压力角凸轮机构的压力角 由由图图中中可可以以看看出出，，凸凸轮轮对对从从动动件件的的作作用用力力F F可可以以分分解解成成两两个个分分力力，，即即沿沿着着从从动动件件运运动动方方向向的的分分力力F F1 1和和垂垂直直于于运运动动方方向向的的分分力力F F2 2。
前前者者是是推推动动从从动动件件克克服服载载荷荷的的有有效效分分力力，，而而后后者者将将增增大大从从动动件件与与导导路路间间的的侧侧向向压压力力，，它它是是一一种种有有害害分分力力压压力力角角α α越越大大，，有有害害分分力力越越大大，，由由此此而而引引起起的的摩摩擦擦阻阻力力也也越越大大；；当当压压力力角角α α增增加加到到某某一一数数值值时时，，有有害害分分力力所所引引起起的的摩摩擦擦阻阻力力将将大大于于有有效效分分力力F F1 1，，这这时时无无论论凸凸轮轮给给从从动动件件的的作作用用力力有有多多大大，，都都不不能能推推动动从从动动件件运运动动，，即即机机构构将将发发生生自自锁锁，，因因此此，，从从减减小小推推力力、、避避免免自自锁锁使使机机构具有良好的受力状况的观点来看，压力角构具有良好的受力状况的观点来看，压力角α α应越小越好应越小越好 压压力力角角的的大大小小反反映映了了机机构构传传力力性性能能的的好好坏坏，，是是机机构构设设计计的的重重要要参参数数为为使使凸凸轮轮机机构构工工作作可可靠靠，，受受力力情情况况良良好好，，必必须须对对压压力力角角加加以以限限制制。
在在设设计计凸凸轮轮机机构构时时，，应应使使最最大大压压力力角角α αmaxmax不不超超过过许许用用值值［［α α］］根根据据工工程程实实践践的的经经验验，，许许用用压压力力角角［［α α］］的的数数值推荐如下：值推荐如下： 推推程程时时，，对对移移动动从从动动件件，，［［α α］］=30°=30°～～38°38°；；对对摆摆动动从从动动件件，，［［α α］］=45°=45°～～50°50°回回程程时时，，由由于于通通常常受受力力较较小小且且一一般般无无自自锁锁问问题题，，故故许许用用压压力力角角可可取取的的大大一一些些，，通通常常取取［［α α］］=70°=70°～～80°80°当当采采用用滚滚子子从从动动件件、、润润滑滑良良好好及及支支撑撑刚刚度度较较大大或或受受力力不不大大而而要要求求结构紧凑时，可取上述数据较大值，否则取较小值结构紧凑时，可取上述数据较大值，否则取较小值 4.4.2 4.4.2 凸轮基圆半径的确定凸轮基圆半径的确定 由由于于凸凸轮轮机机构构在在工工作作过过程程中中，，从从动动件件与与凸凸轮轮轮轮廓廓的的接接触触点点是是变变化化的的，，各各接接触触点点处处的的公公法法线线方方向向不不同同，，使使得得凸凸轮轮对对从从动动件件的的作作用用力力的的方方向向也也不不同同。
因因此此，，凸凸轮轮轮轮廓廓上上各各点点处处的的压压力力角角是是不不同同的的设设计计凸凸轮轮机机构构时时，，基基圆圆半半径径r rb b选选得得越越小小，，所所设设计计的的机机构构越越紧紧凑凑但基圆半径的减小会使压力角增大，对机构运动不利但基圆半径的减小会使压力角增大，对机构运动不利 图图4-194-19所所示示的的偏偏置置移移动动滚滚子子从从动动件件盘盘形形凸凸轮轮机机构构，，凸凸轮轮作作逆逆时时针针方方向向转转动动，，从从动动件件偏偏置置于于凸凸轮轮轴轴心心的的右右侧侧过过滚滚子子中中心心B B作作凸凸轮轮理理论论轮轮廓廓的的法法线线，，与与过过O O的的从从动动件件导导路路垂垂线线交交于于P P，， 根根据据平平面面运运动动速速度度分分析析理理论论，，该该点点就就是是凸凸轮轮与与导导杆杆在在此此刻刻的的速速度度瞬瞬心心或或（（同同速速点点）），，即即凸凸轮轮在在P P点点速速度度的的大大小小和和方方向向等等于于移移动动从从动动件件在此刻速度的大小和方向在此刻速度的大小和方向 图图4-19 4-19 凸轮机构压力角的几何关系凸轮机构压力角的几何关系 由图中由图中△△DPB DPB 考虑到考虑到，凸轮机构的压力角计算公式为，凸轮机构的压力角计算公式为 （（4-144-14）） 式中：式中：α α —— ——任意位置时的压力角；任意位置时的压力角； r rb b————理论轮廓线的基圆半径；理论轮廓线的基圆半径；s s ————从动件位移；从动件位移；e e —— ——偏距；偏距； d ds s/d/dφ φ —— ——位移曲线的斜率，位移曲线的斜率， 推程时为正，推程时为正， 回程时为负。
回程时为负 以以上上公公式式同同样样适适用用于于凸凸轮轮沿沿顺顺时时针针方方向向转转动动且且从从动动件件偏偏置置于于凸轮轴心的左侧的压力角计算其他场合的计算公式为凸轮轴心的左侧的压力角计算其他场合的计算公式为 （（4-154-15）） 以上公式反映了以上公式反映了r rb b及及d ds s/d/dφ φ对机构压力角的影响对机构压力角的影响 图图4-20 4-20 对心移动滚子从动件盘形凸轮机构的诺模图对心移动滚子从动件盘形凸轮机构的诺模图 【【例例4-14-1】】设设计计一一对对心心移移动动滚滚子子从从动动件件盘盘形形凸凸轮轮机机构构，，要要求求当当凸凸轮轮转转过过推推程程运运动动角角ΦΦ=45°=45°时时，，从从动动件件以以简简谐谐运运动动规规律律上上升升h h＝＝14 14 mmmm，，并并限限定定凸凸轮轮机机构构的的最最大大压压力力角角为为α αmaxmax=30°=30°试试确确定定凸凸轮最小基圆半径轮最小基圆半径r rb b 解解 从图从图4-20(b)4-20(b)所示的诺模图中找出所示的诺模图中找出ΦΦ=45°=45°和和α αmaxmax=30°=30°的两的两点，然后用直线将其相连交简谐运动标尺与点，然后用直线将其相连交简谐运动标尺与0.330.33处，即处，即 将将h h＝＝14 mm14 mm带入上式，可得带入上式，可得 需需要要指指出出的的是是，，上上述述根根据据许许用用压压力力角角确确定定的的基基圆圆半半径径是是为为了了保保证证机机构构能能顺顺利利工工作作的的凸凸轮轮最最小小基基圆圆半半径径。
在在实实际际设设计计工工作作中中，，凸凸轮轮基基圆圆半半径径的的最最后后确确定定，，还还必必须须考考虑虑到到机机构构的的具具体体结结构构条条件件例例如如，，当当凸凸轮轮与与凸凸轮轮轴轴作作成成一一体体时时，，凸凸轮轮的的基基圆圆半半径径应应略略大大于于轴轴的的半半径径；；当当凸凸轮轮是是单单独独加加工工，，然然后后装装在在凸凸轮轮轴轴上上时时，， 凸凸轮轮上上要要作作出出轴轴毂毂，，凸凸轮轮的的基基圆圆直直径径应应大大于于轴轴毂毂的的外外径径通通常常可可取取凸凸轮轮的的基基圆圆直直径径等等于于或或大大于于轴轴径径的的(1.6(1.6～～2)2)倍倍若若上上述述根根据据许许用用压压力力角角所所确确定定的的基基圆圆半半径径不不满满足足该该条条件件，，则则应应加加大大凸凸轮轮基基圆半径 4.4.3 4.4.3 滚子半径的确定滚子半径的确定 图图4-214-21所示为内凹的凸轮轮廓线，所示为内凹的凸轮轮廓线，ρ ρminmin为理论廓线上最小曲为理论廓线上最小曲率半径，率半径，ρ ρa a为对应的实际廓线曲率半径，且有为对应的实际廓线曲率半径，且有ρ ρa a = =ρ ρminmin+ +γ γT T实际廓实际廓线始终为平滑曲线。
线始终为平滑曲线 图图4-21 4-21 滚子半径与凸轮廓线的关系滚子半径与凸轮廓线的关系 对对于于外外凸凸的的凸凸轮轮廓廓线线当当ρ ρminmin＞＞r rT T时时，，实实际际廓廓线线为为一一条条平平滑滑曲线（如图曲线（如图4-21(b)4-21(b)） 当当ρ ρminmin= =r rT T时时，，实实际际廓廓线线上上的的曲曲率率半半径径为为ρ ρa a= =ρ ρminmin- -r rT T=0=0（（如如图图4-21(c)4-21(c)）），，此此时时，，实实际际廓廓线线上上产产生生尖尖点点，，尖尖点点极极易易磨磨损损，， 磨磨损损后会破坏原有的运动规律，这是工程设计中所不允许的后会破坏原有的运动规律，这是工程设计中所不允许的 ρ ρminmin＜＜r rT T时时，，在在ρ ρa a＜＜0 0，，此此时时凸凸轮轮实实际际廓廓线线已已相相交交（（如如图图4-4-21(d)21(d)）），，交交点点以以外外的的廓廓线线在在凸凸轮轮加加工工过过程程中中被被刀刀具具切切除除，， 导导致致实实际际廓廓线线变变形形，，从从动动件件不不能能实实现现预预期期的的运运动动规规律律。
这这种种从从动动件件失掉真实运动规律的现象称为失掉真实运动规律的现象称为“ “运动失真运动失真” ” 滚滚子子半半径径过过大大会会导导致致凸凸轮轮实实际际廓廓线线变变形形，，产产生生“ “运运动动失失真真” ”现现象象设设计计时时，，对对于于外外凸凸的的凸凸轮轮廓廓线线，，应应使使滚滚子子半半径径r rT T小小于于理理论论廓廓线线上上的的最最小小曲曲率率半半径径ρ ρminmin，，通通常常可可取取滚滚子子半半径径为为r rT T＜＜0.80.8ρ ρminmin另另一一方方面面，，滚滚子子半半径径又又不不能能取取得得过过小小，，其其大大小小还还受受到到结结构构和和强强度方面的限制根据经验，可取滚子半径为度方面的限制根据经验，可取滚子半径为r rT T=(0.1=(0.1～～0.5)0.5)r rb b 凸凸轮轮实实际际廓廓线线的的最最小小曲曲率率半半径径ρ ρaminamin一一般般不不应应小小于于1 1～～5mm5mm 过过小小会会给给滚滚子子结结构构设设计计带带来来困困难难如如果果不不能能满满足足此此要要求求，，可可适适当当放放大大凸凸轮轮的的基基圆圆半半径径。
必必要要时时，，还还需需对对从从动动件件的的运运动动规规律律进进行行修修改改凸凸轮轮廓廓线线上上的的最最小小曲曲率率半半径径可可用用作作图图法法近近似似估估算算 如如图图4-224-22所所示示，，在在凸凸轮轮廓廓线线上上选选择择曲曲率率最最大大的的点点E E，， 以以E E为为圆圆心心作作任任意意半半径径的的小小圆圆，，交交凸凸轮轮廓廓线线于于点点F F和和G G，，再再以以此此两两交交点点为为圆圆心心，， 以以相相同同的的半半径径作作两两个个小小圆圆，， 三三个个小小圆圆相相交交于于H H，，I I，，J J，，K K四四点点，， 连连接接HIHI，，JKJK，，并并延延长长得得交交点点C C点点C C和和CECE可可分分别别近近似似地地作作为为凸凸轮廓线在点轮廓线在点E E处的曲率中心和曲率半径处的曲率中心和曲率半径 图图4-22 4-22 曲率半径的近似估算曲率半径的近似估算 习 题 4-1 4-1 凸凸轮轮有有哪哪几几种种型型式式? ? 为为什什么么说说盘盘形形凸凸轮轮是是凸凸轮轮的的最最基基本本型式型式? ? 它如何演变成移动凸轮和圆柱凸轮它如何演变成移动凸轮和圆柱凸轮? ? 4-2 4-2 试试比比较较尖尖顶顶、、滚滚子子和和平平底底从从动动件件的的优优缺缺点点，， 并并说说明明它它们们的应用场合。
的应用场合 4-3 4-3 说说明明等等速速、、等等加加速速等等减减速速、、简简谐谐运运动动和和摆摆线线运运动动等等四四种种基本运动规律的加速度变化特点和它们的应用场合基本运动规律的加速度变化特点和它们的应用场合 4-4 4-4 凸轮的基圆指的是哪个圆凸轮的基圆指的是哪个圆? ?滚子从动件盘形凸轮的基圆滚子从动件盘形凸轮的基圆在何处度量在何处度量? ? 4-5 4-5 如如何何用用作作图图法法来来绘绘制制凸凸轮轮的的轮轮廓廓曲曲线线? ?怎怎样样从从理理论论廓廓线线来求实际廓线来求实际廓线? ?凸轮的理论廓线与实际廓线有什么关系凸轮的理论廓线与实际廓线有什么关系? ? 4-6 4-6 什么叫什么叫“ “反转法反转法” ”? ? 设计凸轮时为什么要采用设计凸轮时为什么要采用“ “反转法反转法” ”? ? 4-7 4-7 如如何何理理解解从从动动件件某某一一位位移移时时凸凸轮轮的的转转角角? ?从从动动件件在在推推程程和回程阶段的凸轮转角如何度量和回程阶段的凸轮转角如何度量? ? 4-8 4-8 试比较凸轮机构与平面连杆机构的特点和应用。
试比较凸轮机构与平面连杆机构的特点和应用 4-9 4-9 何何谓谓凸凸轮轮机机构构压压力力角角? ? 压压力力角角的的大大小小与与凸凸轮轮尺尺寸寸有有何何关关系系? ?压力角的大小对凸轮机构的作用力和传动有何影响压力角的大小对凸轮机构的作用力和传动有何影响? ? 4-10 4-10 已已知知从从动动件件升升程程h h＝＝30mm30mm，，凸凸轮轮转转角角φ φ从从0°0°到到150°150°时时从从动动件件等等速速运运动动上上升升到到最最高高位位置置；； 在在150°150°～～180°180°时时从从动动件件在在最最高高位位置置不不动动；； 从从180°180°到到300°300°时时从从动动件件以以等等加加速速等等减减速速运运动动返返回回；；而而在在300°300°～～360°360°时时，，从从动动件件在在最最低低位位置置不不动动试试绘绘出出从从动动件件的的位移线图位移线图 4-11 4-11 用用作作图图法法求求题题4-114-11图图中中各各凸凸轮轮从从图图示示位位置置转转过过45°45°后后机机构的压力角构的压力角( (在图上直接标注在图上直接标注) )。