常用凸轮轮廓曲线设计优化技巧

1.对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制

在图4.12中，要求根据从动件的位移线条图、凸轮的基圆半径以及凸轮以等角速度ω顺时针转动，绘出此凸轮的轮廓曲线。根据“反转法”原理，可以按如下步骤作图。

（1）选择长度比例尺μl（实际线性尺寸/图样线性尺寸），作从动件位移曲线s=s（δ），并在位移曲线中将凸轮的推程和回程划分开，如图4.12的位移曲线中，推程为δ从位置0到位置4的120°，而回程则是δ从位置5到位置9的60°。

（2）进一步将位移曲线中的推程角和回程角分成若干等份，等份数越多则描绘的凸轮外形轮廓越光滑（图4.12中分了10等份）。

（3）以基圆半径为半径作基圆，按长度比例尺μl作图，此基圆与导路的交点A便是从动件尖顶的起始位置。

（4）将位移线条图的推程和回程所对应的转角分成若干等份（图4.12中推程运动角分为4份，远休止角分为1份，回程运动角分为4份，近休止角分为1份）。

（5）自点A沿-ω方向在基圆取角等分线与基圆的交点1，2，…，并将它们与位移曲线s=s（δ）上的角度对应。

（6）在位移曲线中量取各个位移量11′，22′，…，得反转后从动件尖顶的一系列位置1′，2′，…。

（7）将1′，2′，…各点连成光滑的曲线，即是所要求的凸轮轮廓曲线。

2.对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制

掌握了对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制技巧，如果从动件不是尖顶，而是滚子，那凸轮的轮廓曲线又怎样绘制出来呢？对于对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其设计方法与对心直动尖顶从动件盘形凸轮的设计方法基本相同，只是要把推杆的滚子中心看作为尖顶从动件的尖顶，则由以上方法得出的轮廓曲线称为理论轮廓曲线；然后以该轮廓曲线为圆心、滚子半径γr为半径画一系列圆，再画这些圆所包络的曲线，即为所设计的轮廓曲线，这称为实际轮廓曲线。其中r0指理论轮廓曲线的基圆半径（见图4.13）。

3.对心直动平底从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制

绘制对心直动平底从动件盘形凸轮的轮廓曲线时，把从动件导路中心线与从动件平底的交点作为尖顶从动件的顶点，按对心直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制方法可作出对心直动平底从动件盘形凸轮的理论轮廓曲线。如图4.14所示，首先在平底上选与导轨相交的点，按照对心直动尖顶从动件凸轮轮廓曲线绘制的方法，求出理论轮廓上一系列点1′，2′，…，过这些点画出代表从动件平底的一系列直线，然后作出这些平底的包络曲线，便得到凸轮的实际轮廓曲线。

图4.13　对心直动滚子从动件盘形凸轮轮郭曲线(www.xing528.com)

图4.14　对心直动平底从动件盘形凸轮轮郭曲线

4.摆动尖顶从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制

（1）将图4.15（a）中的角位移曲线δ=φ（t）中的推程和回程区间转角分成若干等份。

图4.15　摆动尖顶从动件盘形轮凸轮轮郭曲线绘制

（2）以O为圆心、OB=r0和OA=a为半径分别作理论轮郭曲线的基圆和中心圆。

（3）自点A开始，沿-ω方向把中心圆分成与图4.15（a）中角位移曲线δ=φ（t）横轴相应的区间和等份，得点A1，A2，A3，…；再以这些点为圆心、AB=l为半径作弧与基圆交于点B1，B2，B3，…，连结A1 B1，A2 B2，A3 B3，…。

（4）以线段A1 B1，A2 B2，…，为始边，分别作角δ1，δ2，δ3，…，使这些角分别与图4.15（a）中的角位移相对应，则得摆杆端点位置B′1，B′2，…。

（5）将点B′1，B′2，…连成光滑曲线，得摆动尖顶从动件盘形凸轮的轮廓曲线，如图4.15（b）所示。

上述方法得出的轮廓曲线也是摆动滚子从动件盘形凸轮的理论轮廓曲线，最后，用作一系列滚子圆包络线的方法可求出摆动滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线。

如果发现从动件与凸轮轮廓干涉，通常将其做成曲杆，避免干涉；或者让摆杆与凸轮轮廓不在一个平面内，仅靠头部伸出杆与凸轮轮廓接触。