凸轮机构及其设计(8学时)(精)
机械原理凸轮机构及其设计PPT精品医学课件
终点： = 0 , s=h
升程运动规律：
同理，得回程运动规律：
作推程运动线图
h/2
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
5
6
7
8
4
推程运动线图
s
O
h
0
0/2
：0 = ：
=(/ 0)
位移线图
速度线图
5
6
7
8
1
2
3
5
6
7
8
4
h /20
0
0/2
v
O
1
2
3
4
2
A
O
B
180º
120º
60º
o
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（1）作出角位移线图；
（2）作初始位置；
（4）找从动件反转后的一系 列位置，得 C1、C2、 等点，即为凸轮轮廓上的点。
A1
A2
A3
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
（3）按- 方向划分圆R得A0、 A1、A2等点；即得机架 反转的一系列位置；
二．图解法设计凸轮轮廓曲线
1. 对心直动尖端从动件盘形凸轮机构
已知：推杆的运动规律、升程 h；凸轮的及其方向、基圆半径r0
设计：凸轮轮廓曲线
h
s
O
/2
h/2
凸轮机构的设计和计算
第四章 凸轮机构及其设计
§4-1 凸轮机构的应用和分类
一、应用： 当从动件的位移、速度、加速度必须严格按照
预定规律变化时，常用凸轮机构。
4h 2 所以 a0 t 2 2 v 2h
从动件在匀加速上升过程中的运动方程
2h 2 S h ( ) 2 4h v 2 ( ) 4 h 2 a 2
3、加速度按余弦运动规律变化
f ( x1 , y1 , ) ( x1 x) 2 ( y1 y) 2 rT2 0
dx dy f ( x1 , y1 , ) 2( x1 x) 2( y1 y ) 0 d d
联立求解x1和y1，即得滚子从动件盘形凸轮的实际廓线参数方程：
rT
rT
C
rT rT B ' O
A
'
'
滚子半径rT必须小于理论轮廓曲线外凸部分的 最曲率半径ρ min，设计时， rT 0.8 min
反转法
1
2 3
O r0
4
5
6 7 8
1、尖底直动从动件盘形凸轮 机构凸轮轮廓设计： 已知 0 , e, S , 转向
B1 C1
3 2
B0 (C0)
60°
C9 B9 C8
90°
B8 B7 C6
e K O B2 C 2 r0 C3 B3 C4
180°
C7
30°
C5 B5
凸轮机构及其设计PPT精品医学课件
思考题 1从动件的常用运动规律是指哪几个物理量的变化规律 ？
位移、速度、加速度
2如何判断某种运动规律从动件是否有冲击？何种性质的冲击？
判断凸轮在某位置时所对应从动件的加速度有无突变。 若加速度存在无穷大突变，则为刚性冲击； 若加速度存在有限值突变，则为柔性冲击
3选择或设计从动件运动规律应考虑那些因素 ？
5.4 凸轮机构基本尺寸的确定
1凸轮轮廓的压力角 从动件的运动方向和凸轮作用于它的法向力 Fn方向之间所夹的 角称为压力角 将从动件受力F分解为：
推杆驱动力 F1=Fcosα； 导路正压力 F2=Fsinα； 产生的最大摩擦力Ff = F“ f 。当存在 关系Ff F‘ 时，机构发生自锁； 有f tanα 1。 压力角a愈大，有效分力Ｆy愈小。当a角大到某一数值时，会出现Fy<Fx。 不论施加多大的Fn力，都不能使从动件运动，这种现象称为自锁。为 保证凸轮机构正常工作，必须对凸轮机构的压力角进行限制。
5-4-1
一般随压力角α增大，机构的磨损加重、传力性能恶化、效
率降低→与工程实践相一致 。 凸轮机构设计时，应满足：αmax≤［α］ 一般许用压 力角[α]的经 验值为：
从动件 推程 回程 移动 [α]= 30～40° 摆动 [α]= 45～50°
[α]=70～80°
凸轮基圆半径r0与其各位置压力角αi 密切相关。增大r0则αi 减小； 减小r0必然导致αi 增大。即结构紧凑与传力性能良好间存在矛盾。 虽然偏距e也能适量减小推程压力角，但却会增大回程压力角。运用时 应注意偏置方位。
5-3-2
作图
取比例尺μ1，先根据已知尺寸作出基圆与偏距圆，然后用 反转法作图设计。逆时针左偏，顺时针右偏
当e=0时，即对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构。其设计方法与上述 方法基本相同，不同的是推杆反转时其各导路位置线始终过轴心
《机械原理》第四章凸轮机构与其设计
标准传动函数介绍
刚性机构的输入参数x转变为输出参数y仅 与机构几何学有关。此关系在数学上理解 为机构的传动函数y=y(x)
标准传动函数f(z)的单位为1,满足定义域 z∈[0,1],值域f(z) ∈[0,1],且满足边界条 件f(0)=0, f(1)=1。
当满足f(z)=1-f(1-z)时为对称标准传动函 数。
基本概念
行程
从动件往复运动的最大 位移，用h表示。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
基本概念
推程
从动件背离凸轮轴心运 动的行程。
推程运动角
与推程对应的凸轮转角。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
基本概念
回程
从动件向着凸轮轴心运 动的行程。
回程运动角
与回程对应的凸轮转角。
Knowledge Points
凸轮机构的组成 凸轮机构的分类 凸轮机构的优点、缺点
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
凸轮机构的组成
凸轮是具有曲线轮廓 或凹槽的构件
凸轮机构一般由凸轮、 从动件和机架三个构 件组成。
10/16/2020
第四章 凸轮机构及其设计
凸轮机构的分类
按照凸轮的形状分类 按照从动件的型式分
形锁合
所谓形锁合型，是指 利用高副元素本身的 几何形状使从动件与 凸轮轮廓始终保持接 触。
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第四章 凸轮机构及其设计
凸轮机构的优点
结构简单、紧凑，占据空间较小；具有多 用性和灵活性，从动件的运动规律取决于 凸轮轮廓曲线的形状。对于几乎任意要求 的从动件的运动规律，都可以毫无困难地 设计出凸轮廓线来实现。
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第9章 凸轮机构及其设计(有答案)
1．图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。
如果有冲击，哪些位置上有何种冲击？从动件运动形式为停-升-停。
(1) 由等速运动规律和等加速等减速运动规律组合而成。
(2) 有冲击。
(3) ABCD 处有柔性冲击。
2. 有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改善从动件尖端的磨损情况，将其尖端改为滚子，仍使用原来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述理 由。
(1) 运动规律发生了变化。
(见下图 )(2)采用尖顶从动件时，图示位置从动件的速度v O P 2111=ω，采用滚子从动件时，图示位置的速度'='v O P 2111ω，由于O P O P v v 111122≠'≠',；故其运动规律发生改变。
3. 在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60︒时从动件的位置及从动件的位移s。
总分5分。
(1)3 分；(2)2 分(1) 找出转过60︒的位置。
(2) 标出位移s。
4. 画出图示凸轮机构从动件升到最高时的位置，标出从动件行程h，说明推程运动角和回程运动角的大小。
总分5分。
(1)2 分；(2)1 分；(3)1 分；(4)1 分(1) 从动件升到最高点位置如图示。
(2) 行程h如图示。
(3)Φ＝δ0－θ(4)Φ'＝δ'＋θ120时是渐开线，5.图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮等角速转动，凸轮轮廓在推程运动角Φ=︒从动件行程h=30 mm，要求：（1）画出推程时从动件的位移线图s-ϕ；（2）分析推程时有无冲击，发生在何处？是哪种冲击？-总分10分。
(1)6 分；(2)4 分(1)因推程时凸轮轮廓是渐开线，其从动件速度为常数v=r0⋅ω，其位移为直线，如图示。
(2) 推程时，在A 、B 处发生刚性冲击。
6. 在图示凸轮机构中，已知：AO BO ==20mm ，∠AOB ＝60ο；CO =DO =40mm ,∠=COD 60ο；且A B (、CD (为圆弧；滚子半径r r =10mm ，从动件的推程和回程运动规律均为等速运动规律。
机械原理凸轮机构含其设计
第六讲凸轮机构及其设计（一）凸机构的用和分一、凸机构1．成：凸，推杆，机架。
2．点：只要合适地出凸的廓曲，就可以使推杆获取各种期的运律，而且机构凑。
缺点：凸廓与推杆之点、接触，易磨，所以凸机构多用在力不大的合。
二、凸机构的分1．按凸的形状分：形凸柱凸2．按推杆的形状分尖推杆：构，能与复的凸廓保持接触，任意期运。
易遭磨，只适用于作用力不大和速度低的合子推杆：摩擦力小，承力大，可用于大的力。
不能够与凹槽的凸廓保持接触。
平底推杆：不考摩擦，凸推杆的作用力与从件平底垂直，受力平；易形成油膜，滑好；效率高。
不能够与凹槽的凸廓保持接触。
3．按从件的运形式分（1）往来直运：直推杆，又有心和独爱式两种。
（ 2）往来运：推杆，也有心和独爱式两种。
4．依照凸与推杆接触方法不同样分：（1）力封的凸机构：通其他外力（如重力，性力）使推杆始与凸保持接触，（ 2）几何形状封的凸机构：利用凸或推杆的特别几何构使凸与推杆始保持接触。
①等凸机构②等径凸机构③共凸（二）推杆的运动规律一、基本名：以凸的回心O 心，以凸的最小半径r0半径所作的称凸的基，r 0称基半径。
推程：当凸以角速度，推杆被推到距凸中心最的地址的程称推程。
推杆上升的最大距离称推杆的行程，相的凸角称推程运角。
回程：推杆由最位置回到初步地址的程称回程，的凸角称回程运角。
休止：推杆于静止不的段。
推杆在最静止不，的凸角称休止角；推杆在近来静止不，的凸角称近休止角二、推杆常用的运律1．性冲：推杆在运开始和止，速度突，加速度在理大将出瞬的无大，致使推杆生特别大的性力，所以使凸碰到极大冲，种冲叫性冲。
2.柔性冲：加速度有突，所以推杆的性力也将有突，不一突有限，所以引起有限冲，叫柔性冲。
3.掌握等速运律和等加速等减速运律的推程的速度、位移、加速度的方程：推杆运律——推杆在推程或回程，其位移s、速度 v 和加速度 a 随t 化的律。
3.1 多式运律：一般表示：s = C0+ C1δ+ C2δ2+⋯ + C nδn（ 1）一次多式运律（等速运律）δδν推程：s=hδ/ δ0v = hω/δ0δa =0δ/ωh＋∞δ－∞图7-7回程： s=h(1- δ / δˊ )v=- hδ ˊ0ω/图示为其推程运动线图。
凸轮机构及其设计(精)
第九章 凸轮机构及其设计1. 图(a)所示为自动闪光对焊机机构简图。
其中凸轮1为主动件，通过滚子2推动滑板3移动进行焊接。
滑板所需运动规律如图b 所示。
设已知凸轮的最小半径o r =90mm ，滚子半径r r =15mm ，试用反转法绘制凸轮轮廓(建议画图时用s μ=2mm/mm ，ϕμ=8°/mm ，推程的分点间隔≤20°，回程的分点间隔≤10°)。
题1图2. 设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。
凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。
已知偏距e =10mm ，基圆半径o r =40mm ，滚子半径r r =10mm 。
从动件的运动规律如下：0δ=180°,01δ=30°，0δ'=120°，02δ'=30°，从动件在推程中以简谐运动规律上升，升程h =30mm ；回程以等加速等减速运动规律返回原处。
试用图解法绘制从动件位移线图)(δs s =及凸轮轮廓(要求推程和回程的分点数≥6个)。
Or 0ehr rωOr 0r rωφ0题2图 题3图3. 已知：凸轮机构摆杆的运动规律)(δϕf =，摆杆长A L 02=120mm ，凸轮以1ω逆时针等速转动，其理论基圆半径A r 01=100mm ，滚子半径r r =15mm ，如图所示，试设计盘形凸轮的轮廓曲线。
4. 设计一平底摆动从动件盘形凸轮机构。
凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。
已知OA l =75mm ，o r =30mm ，从动件运动规律如下:o δ=180°,01δ=0°，0δ'=180°，02δ'=0°，从动件推程以简谐运动规律顺时针摆动，m ax ϕ=20°；回程以等加速等减速运动规律返回原处。
试用图解法绘出凸轮轮廓，并确定从动件的长度(要求分点间隔≤30°)。
r 0ωφmaxO A题4图5. 已知从动件的运动规律)(δs s =如图a 所示。
第三章 凸轮机构及其设计
第三节 凸轮机构的设计过程
凸轮机构的设计内容
机构运动 分配设计
凸轮机构 选型
凸
尺 度 设 计
轮 机 构 运 动
学
计算从动件位移参数 确定凸轮各个转角
从动件运动规律设计 凸轮机构基本尺寸设计
凸轮轮廓曲线设计
凸轮机构的动力 学分析与设计
刀具中心轨 迹坐标计算
凸轮机构 结构设计
第四节 凸轮机构运动学参数和基本 尺57h
,t
a
amax4.93h2Φ 2
,t
⑷ 正弦加速度运动规律
s
推程
s h
1
2
sin
2
h
v
h
1
cos
2
,t
a
2h 2 2
sin
2
v
vmax2h
速度曲线和加速度曲
,t
线连续，无刚性冲击和柔
a amax6.28h2 2
性冲击。正弦加速度运动
规律适用于高速轻载场
三、盘形凸轮机构基本尺寸的
设计
n
(一) 移动从动件盘形凸轮机
v
构基本尺寸的设计
B s
1. 压力角与凸轮基圆的关系 压力角对凸轮机构的受力状况 有直接影响，在运动规律选定之后， rb 它主要取决于凸轮机构的基本结构 尺寸。
D
O
P v s0
C e
n
P为相对瞬心 OP v d s /d t d s d /d t d
平底从动件 Flat-face follower
(三) 按从动件的运动形式分
移动从动件 Reciprocating follower
摆动从动件 Oscillating follower
机械原理-凸轮
（3）、上面讲到，凸轮机构的压力角对凸轮机构受力有较大的影响，而且凸轮廓线上不同点处的压力角的大小一般也不相同，那么如何计算凸轮廓线上任一点处的压力角，压力角又取决于哪些因素呢？
（2）基圆半径 的确定。在偏距一定，推杆的运动规律已知的条件下，加大基圆半径 ，可减小压力角 ，从而改善机构的传力特性；凸轮的基圆半径愈小，凸轮尺寸则愈小，凸轮机构愈紧凑。然而，基圆半径的减小受到了压力角的限制，而且在实际设计工作中，还要受到凸轮结构尺寸及强度条件的限制。因此，在实际设计工作中，基圆半径的确定必须从凸轮机构的尺寸、受力、安装、强度等方面予以综合考虑。但仅从机构尺寸紧凑和改善受力的观点来看，基圆半径 确定的原则是：在保证 的条件下，应使基圆半径尽可能小。
至于滚子推杆和平底推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线的设计，可首先将滚子中心或推杆导路的中心线与推杆平底的交点视为尖顶推杆的尖顶，按尖顶推杆凸轮机构的设计方法，求出尖顶推杆的凸轮轮廓线，以此为理论廓线，在理论廓线上的各点作一系列滚子圆或作一系列垂直于各导路的平底，最后做出其包络线，便可求得相应的凸轮工作曲线。
2、在讲述按凸轮形状分类时，应指出：
盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮机构的运动特点及其内在联系（即移动凸轮可看作回转轴心在无穷远的盘形凸轮机构，而把移动凸轮卷成一圆筒则为圆柱凸轮）
讲述推杆型式分类时，应说明尖顶推杆虽然容易磨损，在生产实际中很少应用，但可把尖顶作为中心，加一圆滚子，即得到滚子推杆，并由此说明理论廓线与实际廓线的概念，同时说明尖顶推杆凸轮机构的设计是其它形式的凸轮机构的设计基础。
第四章 凸轮机构及其设计
二、本章重点
1、常用运动规律的特点及其选择原则 2、凸轮轮廓曲线的设计 3、凸轮机构压力角与机构基本尺寸的关系
三、本章难点
凸轮机构设计的基本方法——反转法
§4.1 凸轮机构的应用与分类 4.1.1 凸轮机构的组成
共同点:
凸轮是一个具有曲线轮廓或凹
槽的构件。当它运动时，通过其上
的曲线轮廓与从动件（推杆）的高
4.4.1.2 滚子从动件盘形凸轮机构
(1)已知位移规律 s ，求凸轮 廓线。 • 理论廓线与实 际廓线
若以滚子中心 作从动件的尖点， 由 s 曲线求得尖 端从动件的凸轮廓 线。此廓线可使尖 端从动件按 曲线的规律运动。 称此廓线为滚子从 动件的理论廓线。 以理论廓线上各点为圆心，以滚子半径为半径作 一系列圆，可得到一条内包络线。此包络线称为凸 轮的实际廓线。
副接触，使从动件获得预期的运动。
凸轮机构的组
成：
直动凸轮机构
凸轮机构是由
凸轮、从动件 （也称推杆） 和机架这三个 基本构件组成
的一种高副机
构。
摆动凸轮机构
圆柱凸轮机构
4. 1. 2 凸轮机构的分类
凸轮机构有以下四种分类方法 1.按凸轮的形状分
2.按从动件的形状分
3.按从动件运动形式分 4.按凸轮与从动件维持高副接触方法分
推程段运动方程式：
2h s 2 2 2h s h 2 ( ) 2
(0 ) 2 ( ) 2 (0 ) 2 ( ) 2
h 2
h
h 2
2
4h 2 4h v 2 ( ) v
• 实际廓线 指凸轮实际具有的轮廓曲线。又称工作廓线。 对尖端从动件来说，实际廓线和理论廓线是 一致的。 对滚子从动件，实际廓线是以理论廓线上各 点为圆心作一系列滚子圆的包络线。一般来讲， 它是理论廓线的法向等距曲线。 对平底从动件，实际廓线是从动件平底的包 络线。它与理论廓线不存在等距关系。
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凸轮机构及其设计(8学时)(精)第四章 凸轮机构及其设计（8学时）一、教学目的和教学要求1、 教学目的：使学生掌握凸轮机构设计的基础知识，并能根据生产实际需要的运动规律设计凸轮机构。
2、 教学要求1）了解凸轮机构的分类和应用2）了解推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则。
由于现代机器的速度提高，几种常用的运动规律已不能满足实际工作需要，因此，除常用运动规律外，应简单介绍一些改进型的运动规律。
3）掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题（包括压力角对尺寸的影响，压力角对凸轮受力状况、效率和自锁的影响）4）能根据选定的凸轮类型和推杆的运动规律设计凸轮的轮廓曲线。
设计时应以解析法为主。
二、本章重点教学内容及教学难点重点1、推杆常用运动规律的特点及其选择原则；2、凸轮机构运动过程的分析；3、凸轮轮廓曲线的设计；4、凸轮机构压力角与机构基本尺寸的关系。
难点1、凸轮机构设计的基本方法凸轮设计的基本方法是反转法，所依据的是相对运动原理。
其求解的关键是确定推杆在复合运动中其尖顶的位置。
确定时应注意以下几点：1）要注意推杆反转方向。
先要明确凸轮的实际转向，然后在图上用箭头及“－ω”标出推杆的反转方向，以避免搞错反转方向。
2）要正确确定推杆在反转运动中占据的位置。
推杆反转前后两位置线的夹角应等于凸轮的转角δ。
3）要正确确定推杆的位移s 。
推杆在复合运动中，对应的位移量s 应在对应的反转位置上从基圆上开始向外量取。
2、凸轮机构的运动分析方法反转法不仅是凸轮机构设计的基本方法，而且是凸轮机构分析常用的方法。
凸轮机构分析常涉及的问题，如给定一凸轮机构，即已知凸轮机构的尺寸及其位置、凸轮角速度大小及方向，求解推程角0δ、远休止角01δ、回程角0δ'、近休止角02δ以及推杆行程h ；或求解当凸轮转过某一个δ角时，推杆所产生的相应位移s 、速度v 等运动参数及凸轮与从动件在该位置接触时的压力角α等。
这时，如果让凸轮转过δ角后来求解，显然是很不方便的。
即利用反转法求解，这实际上与凸轮设计的反转法原理相同。
三、教学过程思路（一）、凸轮机构的应用与分类1、先举几个凸轮机构应用的例子，并用动画指出什么是凸轮机构，说明凸轮机构是由凸轮、从动杆和机架三个构件组成的高副机构。
然后与连杆机构比较，说明凸轮机构结构简单紧凑，设计容易，且能实现复杂的运动规律，但因凸轮与推杆之间是点线接触，故在受力不大的控制机构中得到广泛应用。
2、在讲述按凸轮形状分类时，应指出：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮机构的运动特点及其内在联系（即移动凸轮可看作回转轴心在无穷远的盘形凸轮机构，而把移动凸轮卷成一圆筒则为圆柱凸轮）讲述推杆型式分类时，应说明尖顶推杆虽然容易磨损，在生产实际中很少应用，但可把尖顶作为中心，加一圆滚子，即得到滚子推杆，并由此说明理论廓线与实际廓线的概念，同时说明尖顶推杆凸轮机构的设计是其它形式的凸轮机构的设计基础。
应该说明各种推杆的运动形式既可以是往复直线运动，也可以是往复摆动。
直动推杆还可以是对心式的或偏置式，由此将不同形式的推杆和不同形式的凸轮组合起来就可以得到各种不同类型的凸轮机构。
这样讲述，不仅可以使学生了解不同形式的凸轮机构应用的场合，还可使学生掌握各种凸轮机构命名的一般规律。
保持推杆与凸轮始终接触的方法分类，只需作简单介绍，但应使学生知道等宽、等径和共轭凸轮机构等。
（二）推杆运动规律及其特性1、在讲述推杆运动规律之前，应该讲清楚凸轮机构中有关的名词和术语，务必使学生建立起推杆与凸轮之间的相对运动关系，明确推杆位移与凸轮转角或时间之间的坐标关系。
2、推杆的运动规律是指推杆在运动过程中，其位移s、速度v、加速度a随时间t的变化规律。
由于凸轮一般以等角速度ω转动，故其转角ϕ与时间t成正比。
所以推杆运动规律更常表示为凸轮转角ϕ的关系。
对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构对于推杆的运动规律，着重掌握以下三点：（1）、常用的四种运动规律的位移、速度及加速度线图，以及曲线变化情况；（2）、各运动规律的特点，如v及m ax a值的大m ax小，哪些运动规律存在刚性冲击，哪些运动规律存在柔性冲击，以及它们发生的位置等；（3）、各运动规律适用的场合，并初步掌握运动规律选择的原则。
3、最后简要介绍一下改进型运动规律。
只需介绍改进型运动规律一般可通过采用多种运动规律的组合和采用多项式运动规律来得到，特别是多项式运动规律有多次连续求导后仍是连续函数的特点。
因此，高速凸轮机构最宜采用这种运动规律，然后可介绍其运动方程的建立方法。
（三）、凸轮轮廓曲线的设计1、由于凸轮机构的类型多，内容复杂，讲授时要注意突出重点，考虑以下几方面：第一、应以滚子推杆盘形凸轮机构和平底推杆盘形凸轮机构为主，讲深讲透。
第二、滚子推杆盘形凸轮机构有直动杆和摆动杆两种，在生产实际中应用较多，因此都要讲到。
但因其轮廓曲线设计方法是相同的，故应着重讲授直动推杆盘形凸轮轮廓曲线设计。
第三、滚子直动推杆盘形凸轮机构的推杆有对心和偏心之分，且凸轮与推杆相对位置的布局及凸轮的转向也有不同，讲授时有所交待，实际上是偏心的特例。
第四、由于凸轮轮廓曲线设计的基本方法是根据“反转法”来进行的，因此，无论讲授哪种凸轮轮廓曲线，都应着重讲清楚反转法，只有学生真正掌握反转法，才能灵活应用到凸轮机构的设计中。
2、凸轮廓线设计方法的基本原理凸轮轮廓曲线设计方法有图解法和解析法。
无论用哪种方法，其所依据的原理是相同的。
凸轮廓线设计的基本方法是反转法，所依据的是相对运动原理。
以对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构为例，在设计凸轮轮廓线时，设想给整个凸轮机构以一个与凸轮角速度ω大小相等而方向相反（即ω-）的角速度，使其绕轴心O转动。
这时凸轮将静止不动，而推杆一方面随机架相对凸轮以ω角速度反转运动，另一方面又以原有的运动规律（即)(δss=）相对于机架运动。
由于推杆的尖顶始终与凸轮的轮廓保持接触，所以推杆在这种复合运动中，其尖顶的运动轨迹即为凸轮轮廓曲线。
根据这一方法，求出推杆尖顶在推杆作这种复合运动中所占据的一系列位置点，并将它们连接成光滑曲线，即得所求的凸轮轮廓曲线。
凸轮轮廓线设计的反转法原理3、用作图法设计凸轮轮廓线（1）、对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线设计，用图解法设计的具体步骤如下：①适当选取尺寸比例尺μ，做出基圆及推l杆的初始位置；②根据推杆的运动规律按选定的分度值（通常在︒1之间选取，当凸轮精度要求高时取︒15~小值）计算出推杆各分点的位移值；③求出推杆在反转运动中依次占据的各个位置；④反转法求出推杆尖顶在复合运动中依次占据的位置；⑤将推杆尖顶的各位置点连成一条光滑曲线，即为所要设计的凸轮轮廓线。
（2）、其他类型凸轮机构的凸轮轮廓线设计特点①偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线的设计特点为：首先根据已知的偏距e作出偏距圆；其推杆在反转运动中依次所占据的各位置不再是过凸轮轴心的径向线，而始终是偏距圆的切线；推杆的位移则是沿着这些切线，并从基圆上开始向外量取。
②摆动尖顶推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线的设计特点为：其推杆运动规律要用角位移来表达，即需将相应直动推杆的位移方程中位移s改为角位移ϕ，行程h改为角行程Φ；其推杆在反转运动中的复合运动是转动加摆动，摆动推杆的回转轴心A，将沿着以凸轮轴心O为圆心，以A O 为半径的圆上作圆周运动。
摆杆的角位移是以摆杆轴心A的各反转位置点为顶点，以摆杆相应反转位置为起始边向外转量取一对应的摆动量。
至于滚子推杆和平底推杆盘形凸轮机构凸轮轮廓线的设计，可首先将滚子中心或推杆导路的中心线与推杆平底的交点视为尖顶推杆的尖顶，按尖顶推杆凸轮机构的设计方法，求出尖顶推杆的凸轮轮廓线，以此为理论廓线，在理论廓线上的各点作一系列滚子圆或作一系列垂直于各导路的平底，最后做出其包络线，便可求得相应的凸轮工作曲线。
4、用解析法设计凸轮轮廓线用解析法设计凸轮轮廓线的关键是根据反转法原理建立凸轮理论廓线和工作廓线的方程式。
解析法的特点是从凸轮机构的一般情况入手来建立其廓线方程的。
如：对心直动推杆可看作是偏置直动推杆偏距e=0的情况；尖顶推杆可看作是滚子推杆其滚子半径为零的情况。
建立凸轮轮廓线直角坐标方程的一般步骤为：（1）、画出基圆及推杆起始位置，即可标出滚子推杆滚子中心B的起始位置点B，并取直角坐标系（或极坐标系）。
（2）、根据反转法原理，求出推杆反转ϕ角时其滚子中心B点的坐标方程式，即为凸轮理论廓线方程式。
（3）、作理论廓线在B点处的法线nn，标出凸轮实际廓线上与B对应的点B'的位置，并求出其法线倾角θ与δ的求解关系式。
（4）、求出凸轮实际廓线上B'点的坐标方程式，即为凸轮实际廓线方程式。
（四）、凸轮机构基本尺寸的确定1、本讲要解决的问题是如何正确地选择凸轮机构地基本尺寸，讲授时要注意不要孤立地去讲各个基本尺寸如何确定，而应把它们之间地相互关系自始至终地贯穿起来，并进一步阐述在凸轮机构设计中如何全面地考虑这些因素。
使学生能较全面地掌握一般凸轮机构各基本尺寸的选择问题。
（1）、在讲述时可先提出：在讲述凸轮廓线设计时，都假定凸轮的基圆半径、滚子半径等是已知的，对于平底推杆平底的确定、直动推杆导轨的长度等尺寸却未加以讨论，但是具体进行凸轮机构设计使，这些尺寸显然都是必须加以确定的。
那么这些尺寸彼此之间有什么关系，在设计时应该根据什么条件和原则，考虑哪些因素，采用什么方法确定？（2）、提出：在确定凸轮机构尺寸时，首先要考虑凸轮机构中的作用力，下面就分析凸轮机构的作用力和尺寸的关系，“凸轮机构的作用力与凸轮机构的压力角”，可用一尖底直动推杆盘形凸轮机构来进行分析。
（3）、上面讲到，凸轮机构的压力角对凸轮机构受力有较大的影响，而且凸轮廓线上不同点处的压力角的大小一般也不相同，那么如何计算凸轮廓线上任一点处的压力角，压力角又取决于哪些因素呢？2、、凸轮机构的压力角推杆与凸轮接触点处所受正压力的方向（即凸轮轮廓线在接触点处的法线方向）与推杆上对应点速度方向所夹的锐角，并用α表示。
（1）凸轮机构压力角α与受力的关系：压力角α是影响凸轮机构受力情况的一个重要参数。
当压力角α增大时，凸轮对从动件的有效分力将减小，即凸轮机构在同样载荷Q 下所需的推动力P 将增大；当压力角α接近临界压力角cα（即凸轮机构出现自锁时的压力角）时，驱动力P 急剧增加，将导致机械效率降低和轮廓严重磨损，凸轮机构处在恶劣的工作条件下；当α＞cα时，凸轮机构将发生自锁。
因此，从减小推力和避免自锁的观点来看，压力角愈小愈好。
一般说来，凸轮廓线上不同点处的压力角是不同的，为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角max α小于临界压力角cα。
在实际生产中，为了提高机械效率和改善受力情况，通常规定了凸轮机构的最大压力角][max αα≤，][α为许用压力角，其值远小于临界压力角cα。