第18卷 第10期 牡丹江大学学报 Vol.18 No.10 2009年10月 Journal of Mudanjiang University Oct. 2009
文章编号：1008-8717（2009）10-0109-02
用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
潘 纹
（黄冈职业技术学院，湖北 黄冈 438002）
摘 要：本文分析了反转法的基本原理、图解法的方法和步骤，阐述了几种盘形凸轮轮廓曲线的设计方法，并配以图形来解析，为高校机械类专业学生的学习提供帮助。
关键词：反转法；凸轮；轮廓曲线 中图分类号：O157.5 文献标识码：A 一、反转法的原理
如图1，假想给整个凸轮机构加一公共角速度−ω，不影响各构件之间的相对运动。此时，则凸轮相对静止不动，推杆一方面随导轨以−ω绕凸轮轴心转动，另一方面又沿导轨作预期的往复移动，推杆尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线，如图
2。
计
设计要求：已知凸轮的基圆半径为r 0，凸轮沿逆时针方向等速回转。而推杆的运动规律如图3所示。试设计该对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线。
第一步：如图4，以r 0为半径画基圆，确定从动件导路位置，导路与基圆交点B 为从动件初始位置。
第二步：将位移线图的推程与回程运动角作若干等分（图中为6，4等分）。
第三步：从基圆OB 开始，沿−ω方向将基圆按与
图
1 凸轮反转原理
位移线图对应的分点进行划分，得分点B1，B2，……
第四步：自O 点开始，过B1，B2……点作射线OB1，OB2……便成为导路反转后的位置。
第五步：沿各射线，从基圆开始向外量取从动件位移量，即B1C1=11，B2C2=22……，得尖顶的反转位置C1，C2……
第六步：将C1，C2……连接成光滑的曲线，便得到
所求的凸轮轮廓曲线。
形成的曲线族的包络线，即是所求的凸轮轮廓曲线。
三、盘形凸轮轮廓曲线的设计
1．对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构轮廓曲线的设
图2 反转法画尖顶凸轮
二、图解法的方法和步骤
设计凸轮轮廓线的图解法是根据反转法原理作出从动件推杆尖顶在反转运动中依次占据的各位置，然后作出其高副元素所形成的曲线族，并作从动件高副元素所
图3
收稿日期：2009-04-13
作者简介：潘纹（1973—），女，湖北黄冈人，讲师，硕士研究生，研究方向：机电一体化、制造业信息化。
109
3．对心直动平底从动件盘形凸轮机构轮廓曲线的设计
已知条件：凸轮的基圆半径为r 0，凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆的运动规律如图5所示。试设计该对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。
第一步：如图7将推杆的导路中心线与推杆平底的交点视为尖端推杆的尖点。
第二步：按尖端推杆凸轮的设计方法，求出该尖顶反转后的一系列位置C1，C2……。
第三步：过C1，C2……作一系列代表推杆平底的直
图4
2．对心直动滚子从动件盘形凸轮机构轮廓曲线的设计
已知条件：凸轮的基圆半径为r 0，滚子半径r，凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆的运动规律如图5所示。试设计该对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线。
第一步：如图6，将滚子中心假想为尖顶从动件的尖顶。
第二步：按尖端推杆的设计方法作出轮廓曲线β0，这条曲线是反转过程中滚子中心的运动轨迹，称为理论轮廓曲线。
第三步：以理论轮廓线上各点为圆心，以滚子半径r 为半径，作一系列圆。
第四步：作此圆族的内包络线β，即为该凸轮的实际轮廓曲线。
图7
线。
第四步：如图8作该直线族的包络线，即为凸轮的实际轮廓曲线。
图
5
机构轮廓曲线的设计
图8
4．偏置直动尖顶从动件和偏置滚子从动件盘形凸轮其设计过程详见陈立德同志主编的由高等教育出版社出版的《机械设计基础》第三版，限于篇幅，在此不再赘述。 参考文献：
[1]陈立德. 机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2007.
图6
110
[2]杨可桢. 机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2006.
第18卷 第10期 牡丹江大学学报 Vol.18 No.10 2009年10月 Journal of Mudanjiang University Oct. 2009
文章编号：1008-8717（2009）10-0109-02
用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
潘 纹
（黄冈职业技术学院，湖北 黄冈 438002）
摘 要：本文分析了反转法的基本原理、图解法的方法和步骤，阐述了几种盘形凸轮轮廓曲线的设计方法，并配以图形来解析，为高校机械类专业学生的学习提供帮助。
关键词：反转法；凸轮；轮廓曲线 中图分类号：O157.5 文献标识码：A 一、反转法的原理
如图1，假想给整个凸轮机构加一公共角速度−ω，不影响各构件之间的相对运动。此时，则凸轮相对静止不动，推杆一方面随导轨以−ω绕凸轮轴心转动，另一方面又沿导轨作预期的往复移动，推杆尖顶在这种复合运动中的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线，如图
2。
计
设计要求：已知凸轮的基圆半径为r 0，凸轮沿逆时针方向等速回转。而推杆的运动规律如图3所示。试设计该对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线。
第一步：如图4，以r 0为半径画基圆，确定从动件导路位置，导路与基圆交点B 为从动件初始位置。
第二步：将位移线图的推程与回程运动角作若干等分（图中为6，4等分）。
第三步：从基圆OB 开始，沿−ω方向将基圆按与
图
1 凸轮反转原理
位移线图对应的分点进行划分，得分点B1，B2，……
第四步：自O 点开始，过B1，B2……点作射线OB1，OB2……便成为导路反转后的位置。
第五步：沿各射线，从基圆开始向外量取从动件位移量，即B1C1=11，B2C2=22……，得尖顶的反转位置C1，C2……
第六步：将C1，C2……连接成光滑的曲线，便得到
所求的凸轮轮廓曲线。
形成的曲线族的包络线，即是所求的凸轮轮廓曲线。
三、盘形凸轮轮廓曲线的设计
1．对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构轮廓曲线的设
图2 反转法画尖顶凸轮
二、图解法的方法和步骤
设计凸轮轮廓线的图解法是根据反转法原理作出从动件推杆尖顶在反转运动中依次占据的各位置，然后作出其高副元素所形成的曲线族，并作从动件高副元素所
图3
收稿日期：2009-04-13
作者简介：潘纹（1973—），女，湖北黄冈人，讲师，硕士研究生，研究方向：机电一体化、制造业信息化。
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3．对心直动平底从动件盘形凸轮机构轮廓曲线的设计
已知条件：凸轮的基圆半径为r 0，凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆的运动规律如图5所示。试设计该对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线。
第一步：如图7将推杆的导路中心线与推杆平底的交点视为尖端推杆的尖点。
第二步：按尖端推杆凸轮的设计方法，求出该尖顶反转后的一系列位置C1，C2……。
第三步：过C1，C2……作一系列代表推杆平底的直
图4
2．对心直动滚子从动件盘形凸轮机构轮廓曲线的设计
已知条件：凸轮的基圆半径为r 0，滚子半径r，凸轮沿逆时针方向等速回转。推杆的运动规律如图5所示。试设计该对心直动滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线。
第一步：如图6，将滚子中心假想为尖顶从动件的尖顶。
第二步：按尖端推杆的设计方法作出轮廓曲线β0，这条曲线是反转过程中滚子中心的运动轨迹，称为理论轮廓曲线。
第三步：以理论轮廓线上各点为圆心，以滚子半径r 为半径，作一系列圆。
第四步：作此圆族的内包络线β，即为该凸轮的实际轮廓曲线。
图7
线。
第四步：如图8作该直线族的包络线，即为凸轮的实际轮廓曲线。
图
5
机构轮廓曲线的设计
图8
4．偏置直动尖顶从动件和偏置滚子从动件盘形凸轮其设计过程详见陈立德同志主编的由高等教育出版社出版的《机械设计基础》第三版，限于篇幅，在此不再赘述。 参考文献：
[1]陈立德. 机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2007.
图6
110
[2]杨可桢. 机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2006.