现以图2－2－5所示尖顶移动从动件盘形凸轮机构为例来说明原动件凸轮与从动件间的工作过程和有关名称。以凸轮轴心O为圆心，以凸轮轮廓的最小向径rb为半径所作的圆称为基圆，rb为基圆半径，凸轮以等角速度ω顺时针转动。在如图2－2－5所示位置，尖顶与A点接触，A点是基圆与开始上升的轮廓曲线的交点，此时从动件的尖顶离凸轮轴心最近，从动件处于上升的最低位置。
图2－2－5 对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构的运动过程
（一）推程
凸轮转动，向径增大，从动件按一定规律被推向远处，到向径最大的B点与尖顶接触时，从动件被推向最远处，这一过程称为推程，与之对应的转角（∠AOB）称为推程运动角φ0。从动件移动的最大距离称为行程，用h表示。
（二）远休止
凸轮继续转动，圆弧BC与尖顶接触，由于凸轮的向径没有变化，故从动件在最远处停止不动，对应的转角称为远休止角φs。
（三）回程
凸轮继续转动，尖顶与向径逐渐变小的CD段轮廓接触，从动件返回，这一过程称为回程，对应的转角称为回程运动角φ′0。
（四）近休止
凸轮继续转动，圆弧DA与尖顶接触时，由于凸轮的向径没有变化，从动件在最近处停止不动，对应的转角称为近休止角φ′s。
当凸轮继续回转时，从动件重复上述的升—停—降—停的运动循环。通常推程是凸轮机构的工作行程，而回程则是凸轮机构的空回行程。
从动件的位移s与凸轮转角φ的关系可以用曲线来表示，该曲线称为从动件的位移曲线（也称为s－φ曲线），如图2－2－5（b）所示。由于大多数凸轮做等速转动，转角与时间成正比，因此横坐标也代表时间t。位移曲线直观地表示了从动件的位移变化规律，它是凸轮轮廓设计的依据。
本任务中的凸轮机构的运动参数分别是什么？数据为多少？
二、常用的从动件运动规律
（一）等速运动规律
从动件上升或下降的速度为一常数的运动规律称为等速运动规律。
设凸轮以等角速度ω1回转，当凸轮转过推程运动角φ时，推杆等速上升h，其推程的运动方程为
在推程阶段，凸轮以等角速度ω1转动，经过T时间，凸轮转过的推程运动角为φ，而从动件等速完成的行程为h。从动件的位移s与凸轮转角φ成正比，其推程运动线图如图2－2－6所示，即位移曲线为一过原点的倾斜直线。(www.xing528.com)
图2－2－6 等速运动规律
在回程阶段，凸轮以等角速度ω转动，经过T′时间，凸轮转过回程运动角φ′，而从动件等速下降h。同理，可推得从动件在回程阶段的运动方程。
由图2－2－6可知，从动件在运动开始时，凸轮开始转动的瞬间，速度由零突变为v0，运动终止时，速度由v0突变为零，由于速度发生突变，而此时的加速度在理论上达到无穷大（当然由于材料的弹性变形，实际上不能达到无穷大），致使从动件突然产生非常大的惯性力，因而使凸轮机构受到极大的冲击，这种冲击称为刚性冲击，这对工作是不利的。因此，如果单独采用这种运动规律，则只适用于低速轻载的场合。
做一做
试绘制本任务中凸轮顺时针匀速转过150°，从动件以等速运动上升30mm的位移线图。
（二）余弦加速度运动规律
当质点在圆周上做匀速运动时，质点在该圆直径上的投影所构成的运动规律称为简谐运动规律。从动件做简谐运动规律时，其加速度是按余弦规律变化的，故这种运动规律称为余弦加速度运动规律。
当推程的加速度按余弦规律变化时，其推程的运动方程式为
图2－2－7所示为推程余弦加速度运动规律的运动线图。由图可见，这种运动规律在始末两点加速度发生突变，故会引起柔性冲击，因此在一般情况下它也只适用于中速中载场合。当从动件做升、降、升运动循环时，若在推程和回程中都采用这种运动规律，则可用于高速凸轮机构。
图2－2－7 余弦加速度运动规律
这种运动规律位移曲线的画法如图2－2－7所示。以从动件的行程h为直径画半圆，将此半圆和横坐标轴上的推程运动角φ对应分成相同等分（图中为6等分），再过半圆周上各分点作水平线与φ中的对应等分点的垂直线各交于一点，过这些点连成光滑曲线即为所画的推程位移曲线。
做一做
试绘制本任务中凸轮顺时针匀速转过120°，从动件以余弦加速度回到原位的位移图。
（三）其他运动规律
除上述运动规律外，还有等加速等减速运动规律及正弦加速度等运动规律。等加速等减速运动规律的速度曲线是连续的，不会产生刚性冲击，但其加速度会有突变且为有限值，故会产生柔性冲击，可用于中速轻载的场合。正弦加速度运动规律的加速度是连续的，故在整个运动过程中既无刚性冲击又无柔性冲击，它们多用于高速凸轮机构中。
有时为了满足使用要求，也可以对位移曲线图进行局部修改，或将几种运动规律加以组合使用，以便获得较理想的运动特性和动力特性。对某些低速且运动规律要求又不甚严格的凸轮机构，还可以用圆弧和直线作为凸轮轮廓。总之，设计时必须根据实践中的使用要求和具体条件来选择从动件的运动规律。
三、从动件运动规律的选择
在选择从动件运动规律时，应根据机器工作时运动要求来确定。如机床中控制刀架进刀的凸轮机构，要求刀架进刀时做等速运动，则从动件要选择等速运动规律，至于行程始、末端，可以通过拼接其他运动规律的曲线来消除冲击；对无一定运动要求，只需要从动件有一定位移量的凸轮机构，如夹紧送料等凸轮机构，可只考虑加工方便，采用圆弧、直线等组成的凸轮轮廓；对于高速机构，应减小惯性力、改善动力性能，可选用正弦加速度运动规律或其他改进型的运动规律。
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