凸輪設計步驟

A. 機械原理 凸輪設計

凸輪機構是由凸輪，從動件和機架三個基本構件組成的高副機構。 凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，一般為主動件，作等速回轉運動或往復直線運動。
原理：
由凸輪的回轉運動或往復運動推動從動件作規定往復移動或擺動的機構。凸輪具有曲線輪廓或凹槽，有盤形凸輪、圓柱凸輪和移動凸輪等，其中圓柱凸輪的凹槽曲線是空間曲線，因而屬於空間凸輪。從動件與凸輪作點接觸或線接觸，有滾子從動件、平底從動件和尖端從動件等。尖端從動件能與任意復雜的凸輪輪廓保持接觸，可實現任意運動，但尖端容易磨損，適用於傳力較小的低速機構中。為了使從動件與凸輪始終保持接觸，可採用彈簧或施加重力。具有凹槽的凸輪可使從動件傳遞確定的運動，為確動凸輪的一種。一般情況下凸輪是主動的，但也有從動或固定的凸輪。多數凸輪是單自由度的，但也有雙自由度的劈錐凸輪。凸輪機構結構緊湊，最適用於要求從動件作間歇運動的場合。它與液壓和氣動的類似機構比較，運動可靠，因此在自動機床、內燃機、印刷機和紡織機中得到廣泛應用。但凸輪機構易磨損，有雜訊，高速凸輪的設計比較復雜，製造要求較高。

B. 凸輪詳細的設計步驟

參考 我說「然後呢？我們是不是要拿著對講機在這里裸奔？」

C. 凸輪機構的設計

解析法太難了,還是作圖吧.

先做出基圓,再按φ為70度,遠休止角φs為10度,回程運動角為70,等分基圓內,取15度,等速上容升等速下

隨便找一本機械原理,在凸輪機構的設計那一章都會找到作圖法的,照著書上的一步一步做就好了,網路上不好說清楚.

推薦西北工業大學機械原理教研室編,第六版

D. 你好，我想請教您，怎麼設計凸輪

要進行凸輪設計，首先需根據工作要求和使用場合，選擇從動件運動規律。從動件遠離凸輪回轉中心的這一行程稱推程，對應的凸輪轉角稱為運動角；從動件靠近凸輪回轉中心的這一行程稱回程，對應的凸輪轉角稱為回程運動角；對應於從動件在離凸輪回轉中心最遠處停止不動時間凸輪的轉角稱為遠休止角；對應於從動件在離凸輪回轉中心最近處停止不動時間凸輪的轉角稱為近休止角；從動件的最大行程稱為升程h。常用的從動件運動規律包括：等速運動規律：該運動規律的速度曲線不連續，從動件在運動起始和終止位置速度有突變，理論上加速度在此時變為無窮大，從動件產生無窮大的慣性力。實際上由於材料具有彈性，加速度和慣性力都不會無窮大，但仍會使機構產生剛性沖擊。等加速等減速運動規律：其速度曲線連續，加速度在起始、中間、終止位置有突變，引起慣性力的突然變化，導致柔性沖擊。簡諧運動規律：速度曲線連續，加速度在起始、終止位置有突變，引起柔性沖擊。擺線運動規律：速度加速度均連續變化，無沖擊。3－4－5次多項式運動規律：速度加速度均連續變化，無沖擊。此處，僅給出計算等速運動規律的位移、速度、加速度公式，其他運動規律的計算方法見文獻【10】。推程： (2－1) (2－2) (2－3)回程： (2－4) (2－5) (2－6)式中表示由推程起始點算起凸輪的轉角。在實際工作中，應根據不同的工作情況選擇從動件不同的運動規律，為了獲得更好的運動和動力特性，還可以把幾種常用的運動規律組合起來使用，這種組合稱運動曲線的拼接。本文軟體中提供了以上五種運動規律曲線。2.1.1凸輪校驗2.1.1.1壓力角凸輪廓線決定從動件的運動，設計不好，將使從動件不能准確、有效地實現預期的運動規律。凸輪檢驗的指標是壓力角和實際廓線的曲率半徑[10]。壓力角表示凸輪實際廓線上某點與從動件接觸時，在不計摩擦的前提下，凸輪廓線在該點上的法線方向與從動件速度方向所夾的銳角。壓力角是衡量凸輪傳力特性好壞的重要參數。凸輪對從動件的作用力可分解成沿從動件運動方向的有效分力和垂直於從動件運動方向的無效分力，壓力角越大，無效分力越大，導致的摩擦力越大，機構工作效率越低，當壓力角達到某個數值時，將會使機構產生自鎖。為了使機構順利工作，規定了壓力角的許用值，許用值的數值隨著凸輪機構的類型和行程段的變化而變化。為減小壓力角，應增大凸輪的最小向徑——基圓半徑，但一味增加基圓半徑又會使機構龐大。機構的尺寸特性和傳力特性相互制約，應兩者兼顧，在滿足壓力角條件的前提下，基圓半徑取較小值。2.1.1.2曲率半徑直觀的看，滾子從動件盤形凸輪機構理論廓線是滾子中心在凸輪這一運動平面上的軌跡，以凸輪理論廓線上各點為圓心作一系列滾子圓，該圓族的包絡線即凸輪實際廓線。平底從動件盤形凸輪機構理論廓線是平底中心在凸輪這一運動平面上的軌跡，以凸輪理論廓線上各點為中心作一系列平底，該平底族的包絡線即凸輪實際廓線。對於滾子從動件凸輪機構，內凹的凸輪理論廓線總可以得到實際廓線，實際廓線的曲率半徑等於理論廓線曲率半徑與滾子半徑之和，即，在設計時，通常是先根據結構和強度條件選擇，再校核，曲率半徑應不小於某一規定值，即。若滾子從動件凸輪機構的凸輪理論廓線的外凸，其實際廓線的曲率半徑，若，則，實際廓線將出現尖點，極易被磨損，不能付之實用；若，則，實際廓線將出現交叉，加工時，交點以外的部分將被刀具割去，導致從動件運動失真，無法准確 實現預期的運動規律。對於平底從動件盤形凸輪機構，只要保證凸輪實際廓線各點處的曲率半徑均大於零，則可使凸輪廓線全部外凸，避免廓線變尖或出現交叉。為防止接觸應力過高和減少磨損，應有。2.2用高副低代方法設計平面凸輪的基本原理據高副低代理論，平面機構中的高副可用含有2個低副的虛擬構件代替，低副中心位於運動副元素的曲率中心處，代換前後，機構自由度及瞬時運動不變。將凸輪與從動件瞬時接觸點M處的高副用帶2個低副的桿件代替，代換後，平面連桿機構主、從動件的瞬時運動特性分別和凸輪及凸輪從動件完全一致，該瞬時平面連桿機構的壓力角即凸輪機構的壓力角。對於滾子從動件盤形凸輪機構和移動凸輪機構，虛擬桿為帶兩個轉動副的連桿AB，轉動副的中心分別位於凸輪廓線上點M處的曲率中心A和滾子中心B處，點A到點B間的長度lAB即凸輪理論廓線上點B處曲率半徑,點A、M間長度即凸輪實際廓線上點M處曲率半徑。對於平底從動件盤形凸輪機構，虛擬桿為帶一轉動副的滑塊，轉動副的中心位於凸輪廓線上點M處的曲率中心A處，導路垂直於點M的運動方向。對代換後的平面連桿機構建立位移、速度、加速度的矢量方程式，可求得虛擬連桿長和方向，進而得出凸輪廓線方程、曲率半徑和壓力角表達式。2.3盤形凸輪的設計盤形凸輪是最常用的凸輪，設計時，首先初步擬定凸輪輪廓基圓半徑、滾子半徑、許用壓力角和許用曲率半徑以及必須的尺寸參數，再根據機構工作要求選定凸輪轉速、從動件運動規律和升程h、推程運動角、回程運動角、遠休止角、近休止角。據設計的從動件運動規律，求取直動從動件位移、速度、加速度或擺動從動件角位移、角速度、角加速度，再據此分析代換機構中虛擬桿的桿長和方向，求取凸輪實際廓線坐標，並檢驗壓力角和實際曲率半徑，若不滿足，調整相應的參數。考慮到圓向量函數[8]直觀性強，可避免公式推導中不必要的展開，採用圓向量函數表達矢量，矢量用單位向量或與模的乘積表示，表示與x軸之間有向角為的單位向量，表示與x軸之間有向角為的單位向量，自x軸正向度量，逆時針為正，順時針度量為負。圓向量的計演算法則詳見附錄I。以凸輪回轉中心O為原點建立直角坐標系Oxy，x、y軸單位向量分別為i、j。圖2.1中用粗實線表示凸輪轉過任意角時，高副低代所得平面連桿機構。機構中各構件的轉角、角速度、角加速度逆時針取正、順時針取負。2.3.1滾子直動從動件盤形凸輪機構中的凸輪設計偏置滾子直動從動件盤型凸輪機構，從動件導路偏距為w（導路在x軸左側w為正，反之為負），升程h，從動滾子中心初始位置處於B0點，當凸輪轉過角後，如圖2.1所示，從動滾子中心處於B點。凸輪機構高副低代後得到曲柄滑塊機構OAB，滑塊上B點位移、速度、加速度矢量方程分別為（2－7）式中圖2.1滾子直動從動件盤形凸輪機構的高副低代(2－8） （2－9）由式（2－7）（2－8）（2－9）得： （2－10）當時， ；當時，，（2－11）AB桿的方向亦即從動件受力方向，從動件運動沿y軸方向，凸輪機構壓力角為 （2－12）點M處曲率半徑為即 （2－13）從動滾子與凸輪輪廓接觸點M的向徑為，將該向徑反方向旋轉角，得凸輪處於初始位置時點M的向徑： （2－14）

式（2－14）分別點乘,得凸輪實際廓線的直角坐標方程 （2－15）機床加工凸輪時，常採用銑刀、砂輪等圓形刀具。給定刀具半徑，刀具與凸輪廓點M接觸時，刀具中心Q必在代換機構的虛擬連桿方向,與點M相距。用代換式（2－15）中的，得圓形刀具中心軌跡曲線直角坐標方程 （2－16）取時，式（2－15）即對心式直動從動件盤形凸輪機構凸輪廓線直角坐標方程；取時，式（2－15）即尖底直動從動件盤形凸輪機構的實際凸輪廓線方程，亦可看作滾子直動從動件盤形凸輪機構的理論凸輪廓線方程。2.3.2滾子擺動從動件盤形凸輪機構中的凸輪設計圖2.2所示滾子擺動從動件盤形凸輪機構，擺桿擺動中心C,桿長為l，機架OC長為b,從動件處於起始位置時，滾子中心處於B0點，擺桿與機架OC之間的夾角為，當凸輪轉過角後，從動件擺過角，滾子中心處於B點。凸輪機構高副低代後得到平面連桿機構OABC，從動桿BC上B點位移、速度、加速度矢量式為 （2－17）圖2.2滾子擺動從動件盤形凸輪機構的高副低代 （2－18）（2－19）式（2-17）中。在文獻[10]中，從動件的角速度、角加速度在回程時為負，推程時為正，而此處逆時針為正，順時針為負，所以引用公式時，須添加負號。由式（2－17）（2－18）（2－19）得 （2－20）當時，；當時，， （2－21）AB桿的方向即從動件受力方向，從動件運動方向垂直於CB桿，凸輪機構壓力角為 （2－22）點M處曲率半徑為即 （2－23）凸輪實際廓線上點M的向徑為。將該向徑反方向旋轉角，得凸輪處於初始位置時點M的向徑 （2－24）式（2－24）分別點乘，得凸輪實際廓線的直角坐標方程 （2－25）用代換式（2－25）中的，得圓形刀具中心軌跡曲線直角坐標方程 （2－26）當取時，式（2－25）即尖底擺動從動件盤形凸輪機構的實際凸輪廓線方程，亦可看作滾子擺動從動件盤形凸輪機構的理論凸輪廓線方程。2.3.3平底直動從動件盤形凸輪機構中的凸輪設計圖2.3平底直動從動件盤形凸輪機構的高副低代平底從動件盤形凸輪機構高副元素的曲率中心分別位於凸輪廓該點曲率中心A和垂直於平底的無窮遠處，高副可用導路平行於平底的滑塊A表示。圖2.3所示偏置平底直動從動件盤形凸輪機構，導路偏距e，平底中心初始位置處於B0點，當凸輪轉過角後，平底中心處於B點，。列從動件位移、速度、加速度矢量方程式 （2－27） （2－28） （2－29）矢量式（2－27）（2－28）（2－29）中有六個未知量,可求，求得 。點M處曲率半徑 ，即 （2－30）平底與凸輪廓線接觸點M的向徑為。將該向徑反方向旋轉角，得凸輪處於初始位置時點M的向徑 （2－31）

式（2－31）分別點乘,得凸輪實際廓線的直角坐標方程 （2－32）刀具與凸輪廓點M接觸時，刀具中心Q必在AM方向,與點M相距。用代換式（2－32）中的，得圓形刀具中心軌跡曲線直角坐標方程 （2－33）顯然，平底直動從動件盤形凸輪機構中的凸輪輪廓與偏心距大小無關。當平底垂直於從動件導路時，壓力角為 （2－34）2.3.4平底擺動從動件盤形凸輪機構中的凸輪設計圖2.4所示平底擺動從動件盤形凸輪機構，機架OC長為b，擺桿在虛線所示初始位置與機架OC之間的夾角為，當凸輪轉過角後，平底轉到CM處。此時代換機構從動件角位移、角速度、角加速度矢量方程式為 （2－35） （2－36）（2－37） 圖2.4平底擺動從動件盤形凸輪機構的設計式（2－36）、（2－37）中。矢量式（2－35）（2－36）（2－37）中共有六個未知量, 可求，因推導需要一些技巧，此處給出較為詳細的推導過程。將式（2－36）中各矢量旋轉，得 （2－38）將式（2－35）（2－38）等號兩邊矢量兩兩相減，得 （2－39）將式（2－39）等號兩邊同時點乘，得。因,可得 （2－40）將式（2－37）（2－38）等號兩邊矢量兩兩相加，得 （2－41）由式（2－39）和 （2－41）可得 （2－42）將式（2－42）等號兩邊同時點乘，得，則 （2－43）將式（2－43）帶入式（2－39）中，得 （2－44）點M處曲率半徑即MA的長度,即 （2－45）從動擺桿上M點的受力方向衡與速度方向一致，壓力角為 （2－46）平底與凸輪廓線接觸點M的向徑為。 將該向徑反方向旋轉角，得凸輪處於初始位置時點M的向徑： （2－47）式（2－47）分別點乘後求得凸輪實際廓線的直角坐標方程 （2－48）刀具與凸輪廓點M接觸時，刀具中心Q必在AM方向,與點M相距，其向徑為 （2－49）直角坐標方程為 （2－50）2.4圓柱/移動凸輪機構中的凸輪設計圓柱凸輪屬空間凸輪機構，其輪廓曲線為一條空間曲線，不能直接在平面上表示。但在低速輕載的工作條件下，可以將圓柱面展開成平面，圓柱凸輪便成為平面移動凸輪，可以運用高副低代的方法對其進行設計。2.4.1直動推桿圓柱/移動凸輪機構中的凸輪設計圖2.5a為直動推桿移動凸輪機構運動示意圖，也可看作將圓柱凸輪展開後，得到的機構運動示意圖，滾子中心B，滾子中心與凸輪廓線接觸點處的曲率中心為A。圖2.5b表示高副低代後得到的平面連桿機構,設圓柱凸輪半徑為R，速度，以滾子最低點o為圓心，以直動推桿升程方向為y軸,建立坐標系xoy,建立代換機構的速度、加速度矢量方程

（2－51） （2－52）變換式（2－51）為 （2－53）圖2.5a 圖2.5b圖2.5直動推桿圓柱/移動凸輪的高副低代將式（2－53）等號兩邊分別點乘 ，並將所得二式等號兩邊分別相除，得 （2－54）當時，當時，AB桿的方向亦即從動件受力方向，從動件運動沿方向y軸方向，凸輪機構壓力角為 （2－55）由式（2－51）和（2－52），可求得 （2－56）點M處曲率半徑為 （2－57）從動滾子與凸輪輪廓接觸點M的向徑為 （2－58）將該接觸點M沿凸輪平動方向的反向移動，得凸輪處於初始狀態時點M的位置，此時向徑 （2－59）將式（2－59）分別點乘,得凸輪實際廓線的直角坐標方程 （2－60）式（2－58）（2－59）（2－60）中「＋」表示凸輪輪廓線上部，「－」表示凸輪輪廓線下部。2.4.2擺動推桿圓柱/移動凸輪機構中的凸輪設計圖2.6a為擺動推桿移動凸輪機構運動示意，也可看作將擺動推桿圓柱凸輪機構中凸輪展開後，得到的機構運動示意圖，滾子中心B，滾子中心與凸輪廓線接觸點處的曲率中心為A。圖2.6 b表示高副低代後得到的平面連桿機構,設圓柱凸輪半徑為R，速度，擺稈的任一瞬時擺角，最大擺角為，擺角速度為擺稈的回轉中心o通常在擺動幅角的等分線上，以o為圓心，以凸輪移動方向為x軸,建立坐標系xoy,列代換機構的速度、加速度矢量方程圖2.6擺動推桿圓柱/移動凸輪機構的高副低代 （2－61） （2－62）式中。將式（2－61）中各矢量旋轉後化為 （2－63）將式（2－63）等號兩邊分別點乘 ，並將所得二式等號兩邊分別相除，得 （2－64）當時， ;當時，AB桿的方向亦即從動件受力方向，從動件運動沿方向y軸方向，凸輪機構壓力角為 （2－65）由（2－62）（2－63）聯列可求得（2－66）

接觸點M處曲率半徑為 （2－67）從動滾子與凸輪輪廓接觸點M的向徑為 （2－68）將該向徑沿展開凸輪平動方向的反向運動距離，即得凸輪處於初始位置時點M的向徑 （2－69）將式（2－67）分別點乘,得凸輪實際廓線的直角坐標方程 （2－70）式（2－68）（2－69）（2－70）中「＋」對應著凸輪廓線上部，「－」 對應著凸輪廓線下部。

E. CAD中如何設計凸輪

步驟：1確定凸輪機構類型
2確定從動件運動規律
3凸輪輪廓設計計算
4壓力角驗算
5材料、公差及表面粗糙度

F. 凸輪是如何設計的

凸輪機構（cam mechanism）一般是由凸輪、從動件（follower）和機架三個構件組成的高副機構。凸輪通常作連續等速轉動，從動件根據使用要求設計使它獲得一定規律的運動．凸輪機構能實現復雜的運動要求，廣泛用於各種自動化和半自動化機械裝置中。

凸輪機構通常由兩部份動件組成，即凸輪與從動子(follower)，兩者均固定於座架上。凸輪裝置是相當多變化的，故幾乎所有任意動作均可經由此一機構產生。

凸輪可以定義為一個具有曲面或曲槽之機件，利用其擺動或回轉，可以使另一組件—從動子提供預先設定的運動。從動子之路徑大部限制在一個滑槽內，以獲得往覆運動。

在其回復的行程中，有時依靠其本身之重量，但有些機構為獲得確切的動作，常以彈簧作為回復之力，有些則利用導槽,使其在特定的路徑上運動。

(6)凸輪設計步驟擴展閱讀：

1、作用

凸輪機構主要作用是使從動桿按照工作要求完成各種復雜的運動，包括直線運動、擺動、等速運動和不等速運動。

2、用途應用

①氣閥桿的運動規律規定了凸輪的輪廓外形。當矢徑變化的凸輪輪廓與氣閥桿的平底接觸時，氣閥桿產生往復運動；而當以凸輪回轉中心為圓心的圓弧段輪廓與氣閥桿接觸時，氣閥桿將靜止不動。因此，隨著凸輪的連續轉動，氣閥桿可獲得間歇的、按預期規律的運動。

②當圓柱凸輪回轉時，凹槽側面迫使擺動從動件擺動，從而驅使與之相連的刀架運動。至於刀架的運動規律則完全取決於凹槽的形狀。

3、凸輪機構的優點

只需設計適當的凸輪輪廓，便可使從動件得到任意的預期運動，而且結構簡單、緊湊、設計方便，因此在自動機床、輕工機械、紡織機械、印刷機械、食品機械、包裝機械和機電一體化產品中得到廣泛應用。

4、凸輪機構的缺點

① 凸輪與從動件間為點或線接觸，易磨損，只宜用於傳力不大的場合；

② 凸輪輪廓精度要求較高，需用數控機床進行加工；

③從動件的行程不能過大，否則會使凸輪變得笨重。

參考資料來源：網路-凸輪

G. 如何用圖解法設計凸輪

一般是用反設計思想來設計的，就是說凸輪不動，從動件按相反的方向轉動，並滿足規定的行程要求

H. 跪求變焦凸輪設計程序啊

變焦的凸輪

那卡主要那行

I. 凸輪設計心得

在機電一體化技術高度發達的今天，分度凸輪機構仍占重要地位的原因很多專，其中一個重要的屬因素是此類機構在動態響應速度、抗振性與穩定性等方面所表現出的優勢。在高檔數控加工中心機床上，為實現機床的快速轉位依然採用凸輪機構(ATC)；同樣在自動化機械中的高速間歇分度運動控制中，也仍廣泛地採用凸輪式分度機械，這些均是具有說服力的例證。由此可見包絡蝸桿分度凸輪機構［1］的動態性能如何，將決定此類機構動力學系統的品質，關系著此類機構未來的發展，為此須做深入的分析與研究。

J. 如何設計凸輪機構

你還是直接去查設計手冊吧，不然太多很難說清