典型凸轮结构设计与工艺性分析案例

凸轮机构由凸轮、从动件及机架三个基本构件组成，是一种高副接触的常用机构。通常凸轮作连续的等速转动或往复移动，从动件则作间歇的或连续的往复移动或摆动。

凸轮是一具有曲线外轮廓或沟槽的构件，在其运动时，用外轮廓或沟槽驱动从动件运动。盘形凸轮是绕固定轴转动并具有变化向径的盘形构件，它是凸轮的最基本形式。凸轮机构较易实现给定的或较复杂的运动规律，而且具有结构简单、体积小等优点。凸轮轮廓与从动件之间理论上为点、线接触，接触处有相对滑动并产生较大的交变接触应力，接触表面容易发生磨损和疲劳点蚀，并且工作时还经常承受冲击载荷，因此凸轮和从动件（滚子）的工作表面要求硬度高、耐磨，并且具有足够的接触疲劳强度，芯部还要有足够的强度和韧性。

选择凸轮材料时，要注意以下三点：

1）凸轮和滚子（滚子从动件）材料要合理搭配。

2）凸轮材料和从动件材料不宜选取相同硬度而应具有适当的硬度差。

3）可采取对工作表面喷丸、化学处理、刮研、磨光以及磨合、润滑等措施来延长凸轮副的使用寿命。

盘形凸轮常用结构有以下几种。

1.凸轮轴

当凸轮基圆较小时，可将凸轮与轴制成一体，称为凸轮轴，如图12⁃66所示。

2.整体式凸轮

当凸轮尺寸较小又无特殊要求或不需经常装拆时，一般采用整体式凸轮，它具有加工方便、精度高和刚性好的优点。轴毂采用平键，其轴毂尺寸推荐值为

L=（1.2～1.6）d0

图12⁃66 凸轮轴(www.xing528.com)

d₁=（1.5～2)d₀

整体式凸轮结构如图12⁃67所示。

3.调整式凸轮

凸轮可以与轮毂分开制造，利用凸轮上的圆弧槽调节凸轮与轮毂间的角度，从而调整凸轮推动从动件运动的起始位置，如图12⁃68所示。

4.快速装拆式凸轮

如图12⁃69所示结构中，凸轮制成开口形状并与开口垫片配合使用，既便于装拆，又能避免从动件陷于缺口。常用于需要经常装拆的场合，但是传递转矩不能太大。

图12⁃67 整体式凸轮

图12⁃68 调整式凸轮

图12⁃69 快速装拆式凸轮