移动从动件盘形凸轮
轮廓曲线的图解设计
设计一般精度凸轮时常被采用图解法。而设计高精度
凸轮，则必须用解析法，但计算复杂。 本节主要讨论
图解法。
设计方法,
1.图解法 2.解析法
基本原理,
反转法原理
反转法原理,
移动从动件盘形凸轮
轮廓曲线的图解设计
设想给凸轮机构加上一个绕凸轮轴心并与凸轮角速度等值
反向的角速度 。 根据相对运动原理, 机构中各构件间的相对
运动并不改变, 但凸轮已视为静止, 而从动件则被看成随同
导路以角速度绕点转动, 同时沿导路按预定运动规律作往复
移动 。 从动件尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓 。 这就是图解
法绘制凸轮轮廓曲线的原理, 称为, 反转法, 。
反转法原理,
反转法设计凸轮轮廓曲
线的方法和步骤
1.对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
2.对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
3.偏置尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
基圆半径 R b 1.选与位移线图一致的比
例 作凸轮的基圆 ；
2.将 基圆分成与位移线图
中相对应的等份 ；
3.分别自基圆圆周向外量
取从动件位移线图中相
应的位移量 ；
4.光滑连接各点即为所求
的凸轮轮廓。
已知，如图
对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
实
际
轮
廓
曲
线
理
论
轮
廓
曲
线
偏置尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
e
已知：如图所示
凸轮机构设计中应
注意的几个问题
设计凸轮机构，不仅要保证从动件能实现预定的运动规律，
还须使设计的机构传力性能良好，结构紧凑，满足强度和
安装等要求，为此，设计时应注意处理好下述问题。
1.滚子半径的选择
2.凸轮机构的压力角
3.凸轮基圆半径的确定
4.凸轮机构的材料
1.滚子半径的选择 Kc ??? ?? m i nm i n
对于外凸的凸轮廓线,
K?? ?m in 0m in ?c?
实际轮廓为光滑曲线
K?? ?m in 0m in ?c?
实际廓线出现尖点
K?? ?min 0
m in ?c?
实际轮廓相交而造成
从动件运动失真
对于内凹的凸轮廓线,
0?c?实际轮廓为光滑曲线
m in8.0 ?? ?K mmc 5~1m i n ??
2.凸轮机构的压力角
压力角,不计摩擦时，凸轮对从
动件的作用力（法向力）与从动
件上受力点速度方向所夹的锐角。
该力可分解为两个分力,
?
?
?
?
?
?
?
s in
c o s
nx
ny
FF
FF
压力角越小，
传力越好。
自锁, 如果凸轮机构运动到某
一位置的压力角大到使有效分力
不足以克服摩擦阻力，不论推力
多大，都不能使从动件运动。这
种现象称为凸轮机构的 自锁 。机
构开始出现自锁时的压力角称为
临界压力角 。
许用压力角, 凸轮机构在运转中的压力角是变化的，为避
免机构发生自锁并具有较高的传动效率，必须对最大压力
角加以限制，其许用值应远低于临界压力角，即,
2.凸轮机构的压力角
? ? c??? ??m a x
对移动从动件的推程,
取 [ ]=30°
对摆动从动件的推程,
取 [ ]=35° ～ 45°
回程时，可取 [ ]=70° ～８０ °
和压力角的校核,
3.凸轮基圆半径的确定
??
?
)( 2
22
1
2
sr
v
r
v
v
v
tg
bBB
B
?
???
基圆半径愈小，压力角
愈大；反之，压力角则
愈小。因此，在选取基
圆半径时应注意,
?滚子从动件凸轮机构,
在保证和从动件运动不
失真的前提下, 可将基
圆半径取小些, 满足对
机构结构紧凑的要求 。
在结构空间允许条件
下, 可适当将基圆半径
取大些, 以利于改善机
构的传力性能, 减少磨
损和减少凸轮廓线的制
造误差 。
凸轮机构工作时，往往承受动载荷的作用，同时
凸轮表面承受强烈磨损。因此，要求凸轮和滚子的工
作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韧
性。当 低速、轻载 时，可以选用铸铁作为凸轮的材料。
中速、中载 时可以选用优质碳素结构钢、合金钢作为
凸轮的材料,并经表面淬火或滲碳淬火，使硬度达到。
高速、重载 凸轮可以用优质合金钢材料，并经表面淬
火或滲氮处理。
滚子材料用合金钢材料，经滲碳淬火，达到较大
表面硬度。
4.凸轮机构的材料
轮廓曲线的图解设计
设计一般精度凸轮时常被采用图解法。而设计高精度
凸轮，则必须用解析法，但计算复杂。 本节主要讨论
图解法。
设计方法,
1.图解法 2.解析法
基本原理,
反转法原理
反转法原理,
移动从动件盘形凸轮
轮廓曲线的图解设计
设想给凸轮机构加上一个绕凸轮轴心并与凸轮角速度等值
反向的角速度 。 根据相对运动原理, 机构中各构件间的相对
运动并不改变, 但凸轮已视为静止, 而从动件则被看成随同
导路以角速度绕点转动, 同时沿导路按预定运动规律作往复
移动 。 从动件尖顶的运动轨迹即为凸轮的轮廓 。 这就是图解
法绘制凸轮轮廓曲线的原理, 称为, 反转法, 。
反转法原理,
反转法设计凸轮轮廓曲
线的方法和步骤
1.对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
2.对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
3.偏置尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
对心尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
基圆半径 R b 1.选与位移线图一致的比
例 作凸轮的基圆 ；
2.将 基圆分成与位移线图
中相对应的等份 ；
3.分别自基圆圆周向外量
取从动件位移线图中相
应的位移量 ；
4.光滑连接各点即为所求
的凸轮轮廓。
已知，如图
对心滚子移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
实
际
轮
廓
曲
线
理
论
轮
廓
曲
线
偏置尖顶移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的设计
e
已知：如图所示
凸轮机构设计中应
注意的几个问题
设计凸轮机构，不仅要保证从动件能实现预定的运动规律，
还须使设计的机构传力性能良好，结构紧凑，满足强度和
安装等要求，为此，设计时应注意处理好下述问题。
1.滚子半径的选择
2.凸轮机构的压力角
3.凸轮基圆半径的确定
4.凸轮机构的材料
1.滚子半径的选择 Kc ??? ?? m i nm i n
对于外凸的凸轮廓线,
K?? ?m in 0m in ?c?
实际轮廓为光滑曲线
K?? ?m in 0m in ?c?
实际廓线出现尖点
K?? ?min 0
m in ?c?
实际轮廓相交而造成
从动件运动失真
对于内凹的凸轮廓线,
0?c?实际轮廓为光滑曲线
m in8.0 ?? ?K mmc 5~1m i n ??
2.凸轮机构的压力角
压力角,不计摩擦时，凸轮对从
动件的作用力（法向力）与从动
件上受力点速度方向所夹的锐角。
该力可分解为两个分力,
?
?
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FF
FF
压力角越小，
传力越好。
自锁, 如果凸轮机构运动到某
一位置的压力角大到使有效分力
不足以克服摩擦阻力，不论推力
多大，都不能使从动件运动。这
种现象称为凸轮机构的 自锁 。机
构开始出现自锁时的压力角称为
临界压力角 。
许用压力角, 凸轮机构在运转中的压力角是变化的，为避
免机构发生自锁并具有较高的传动效率，必须对最大压力
角加以限制，其许用值应远低于临界压力角，即,
2.凸轮机构的压力角
? ? c??? ??m a x
对移动从动件的推程,
取 [ ]=30°
对摆动从动件的推程,
取 [ ]=35° ～ 45°
回程时，可取 [ ]=70° ～８０ °
和压力角的校核,
3.凸轮基圆半径的确定
??
?
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22
1
2
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v
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B
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基圆半径愈小，压力角
愈大；反之，压力角则
愈小。因此，在选取基
圆半径时应注意,
?滚子从动件凸轮机构,
在保证和从动件运动不
失真的前提下, 可将基
圆半径取小些, 满足对
机构结构紧凑的要求 。
在结构空间允许条件
下, 可适当将基圆半径
取大些, 以利于改善机
构的传力性能, 减少磨
损和减少凸轮廓线的制
造误差 。
凸轮机构工作时，往往承受动载荷的作用，同时
凸轮表面承受强烈磨损。因此，要求凸轮和滚子的工
作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韧
性。当 低速、轻载 时，可以选用铸铁作为凸轮的材料。
中速、中载 时可以选用优质碳素结构钢、合金钢作为
凸轮的材料,并经表面淬火或滲碳淬火，使硬度达到。
高速、重载 凸轮可以用优质合金钢材料，并经表面淬
火或滲氮处理。
滚子材料用合金钢材料，经滲碳淬火，达到较大
表面硬度。
4.凸轮机构的材料
