5.3 图解法设计盘形凸轮轮廓

凸轮轮廓的设计方法有图解法和解析法，但无论哪种方法，它们所依据的基本原理都是相同的，即反转法原理。

5.3.1 反转法原理

当凸轮机构工作时，凸轮与从动件都是运动的。为了在图纸上画出凸轮轮廓，应使凸轮与图纸平面相对静止，为此采用反转法。

如图5.11所示，已知凸轮绕O轴以等角速度逆时针转动。如果在该机构上加一个公共角速度（-ω1），绕O轴反向回转，则凸轮与从动件之间的相对运动并不改变，但凸轮静止不动。从动件一方面随导路以（-ω1）转动，同时又在导路中做相对移动，运动到图5.11中所示的虚线位置。由于从动件尖端在运动过程中始终与凸轮轮廓曲线保持接触，所以此时从动件尖端所占据的位置B一定是凸轮轮廓曲线上的一点。若继续反转从动件，即可得到凸轮轮廓曲线的其他点。由于这种方法假定凸轮固定不动而使从动件连同导路一起反转，故称为反转法。

图5.11 反转法原理

凸轮机构的形式多种多样，反转法适用于各种凸轮轮廓曲线设计。

5.3.2 图解法

1．尖端对心移动从动件盘形凸轮

如图5.12所示，已知凸轮基圆半径rb、从动件运动规律（见图5.12（b））及角速度ω1，凸轮顺时针转动。则凸轮轮廓曲线设计步骤如下：

图5.12 尖端对心移动从动件盘形凸轮

（1）选定适当的比例尺μ1，作出从动件的位移曲线图，如图5.12（b）所示。

（2）取与位移曲线相同的比例尺（长度比例尺），以rb为半径作基圆，基圆与导路的交点A0便是从动件尖端起始位置，如图5.12（a）所示。

（3）在基圆上，自OA0开始沿ω1相反方向（即-ω1）依次取推程角δt，回程运动角δh及近程休止角，并将δt和δh各分成与图5.12（b）对应的若干份，得基圆上各点, , …，连接各径向线, , …，便得到从动件导路反转后的一系列位置。

（4）径向线自基圆开始量取从动件在各位置的位移量，即线段=11'，=22'，=33'…，得从动件尖端反转的一系列位置A0, A1, A2, A3…

（5）将A0, A1, A2, A3…连成光滑曲线，即得到所求的凸轮轮廓。

2．滚子对心移动从动件盘形凸轮

其轮廓绘制方法如图5.13所示，先把滚子中心看成尖端从动件的尖端，按上述尖端从动件的凸轮轮廓画出，作为理论轮廓η，再以η上各点为圆心，以滚子半径为半径作一系列滚子圆，然后作这些滚子圆的内包络线η'（若有带凹槽的凸轮，还应作出外包络线η''）即为滚子从动件的凸轮实际轮廓。由作图过程可知，滚子从动件凸轮的基圆半径应在凸轮理论曲线上量取。

图5.13 滚子对心移动从动件盘形凸轮