凸轮是如何设计的

凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。 凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动。

原理：

由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持接触，可采用弹簧或施加重力。具有凹槽的凸轮可使从动件传递确定的运动，为确动凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场合。它与液压和气动的类似机构比较，运动可靠，因此在自动机床、内燃机、印刷机和纺织机中得到广泛应用。但凸轮机构易磨损，有噪声，高速凸轮的设计比较复杂，制造要求较高。

1、根据要求，确定从动件的移动距离，比如20mm、30mm等

2、根据径向载（如：抗弯强度、抗剪强度）荷确定凸轮轴的最小轴径

3、根据结构定出凸轮的近毂半径（凸轮的最低点半径）

4、由时间需要，在恰当的转角时间，再按照从动件移动的距离来确定凸轮的远毂半径（凸轮最高点的半径）

5、从“凸轮的最低点半径”到“凸轮最高点的半径”为从动件升程

6、从“凸轮最高点的半径”到“凸轮的最低点半径”为从动件回程

7、“升程”与“回程”都属于从动件的过渡阶段，它决定从动件的加速度（或减速度）升速过快，会产生较大的径向负荷，为了减小凸轮的径向负荷，只有减慢升速，也就是将凸轮升程部分做得稍微平滑一些

8、根据以上：凸轮的“升程”或“回程”部分的曲线可以用阿基米德螺线，但需要描点确定阿基米德螺线的，制造也比较麻烦一下，但运动效果最好。简单的可以用圆弧代替凸轮的“升程”和“回程”，这样的用圆弧代替凸轮曲线所做出来的凸轮，其运动没有阿基米德螺线做的凸轮好，但可以用

怎么设计出来我不知道，不过如果你懂得3dmax的话，就很容易做出来它的立体图形啦。在3DMAX中用线条画出它半边的截面图的轮廓，然后添加样条线拉里的轮廓做出内凹外凸的双层轮廓，最后在修改器里面添加车削，设置沿y轴或是x轴（这个可以预览的）转360度就做出来啦

3. 摆动从动件圆柱凸轮机构:

圆柱凸轮展开成平面后便成为移动凸轮，因此，可以用平面凸轮的设计方法来绘制其展开轮廓曲线。

已知平均圆柱半径rm，从动件长度l，滚子半径rT，从动件运动规律y=y(f)及凸轮回转方向，其展开轮廓曲线可近似绘制如下：

1) 作O－A线垂直于凸轮回转轴线，作∠OAB0=ymax/2，从而得出从动件的初始位置AB0。再根据y－f线图画出从动件的各个位置AB1'、AB2'、AB3'、…。

2) 取线段B0B0之长为2prm。沿(-v1)方向将B0B0分为与从动件位移线图横轴对应的等分，得点C1、C2、C3、…，过这些点画一系列中心在O－A线上、半径等于l的圆弧。

3) 自B1'作水平线交过C1的圆弧于点B1，自B2'作水平线交过C2的圆弧于点B2，…。将B0、B1、B2、…连成光滑曲线，便得到展开图的理论轮廓曲线。

4) 以理论轮廓曲线上诸点为圆心画一系列滚子，而后作两条包络线，即得该凸轮展开图的实际轮廓曲线（图中未示出）。

因圆柱凸轮轮廓凹槽位于圆柱面上，当与凹槽接触的圆柱滚子随从动件作平面圆弧运动时，滚子将以不同深度插入凸轮槽中。由于上述设计过程未考虑滚子与凸轮之间在从动件摆动轴线方向的相对运动，由此所得凸轮机构，其从动件实际运动规律与预期运动规律在理论上即存在偏差，所以是一种近似设计方法。欲消除设计偏差，必须对理论轮廓曲线进行修正，或者根据滚子与凸轮间的相对空间运动关系，采用解析法对凸轮轮廓曲面进行精确设计。

为减小滚子插入凸轮槽深度的变化量，可采用如下方法：

1) 减小从动件最大摆角；

2) 使从动件的中间位置AB与凸轮轴线交错垂直；

3）取从动件摆动轴线与凸轮轴线之间的距离为。

直动从动件圆柱凸轮机构可看作是摆动从动件圆柱凸轮机构的特例，其凸轮轮廓曲线的设计方法与上述类似，但凸轮理论轮廓曲线无需修正。

1: 做出圆柱体。

2：用“公式曲线”命令做出曲线。

3：以曲线端点为草图的作图面，进入草图做出槽的形状。

4：用“导动除料”命令，宰选择“固接导动”方式除料。

凸轮虽然在机械设计里占的篇幅不多，但并不意味凸轮机构不重要。一般教材细谈的不多，网上能搜到的设计例子也屈指可数，凸轮机构在日常设计中又是不可避开的，比较尴尬。因为我也遇到类似情况，当时也迷茫了很久，其实楼主不用过于纠结，不要为设计而设计。设计一个凸轮，不可能单单就让你设计个凸轮。凸轮是一个机构，为什么要设计？因为你想让机构达到你想让它动作的要求。那么，你肯定知道那机构运动规律，这不就好办了，逆推。1、将运动总行程，按比例分配到一个圆上。（比如一共20mm,前5mm是向前运动，对应在凸轮上就是推程运动，那么有5/20=25%，对应圆的角度25%*360°=90°，这样推程角就为90°）2、分配好了就确定从动件运动规律，比如等速运动、简谐运动等等。3、确定每个阶段的抬高高度。4、确定基圆。5、用图解法将凸轮轮廓画出。此方法一般情况都能满足，不同于轴齿轮之类的，凸轮校核下压力角就好。当然如果对凸轮机构运动要求比较严苛，详细设计步骤、参数可以参考《机械设计手册》，我记得在机构那章有详细介绍。全文原创，引用标明出处。

是一种结合了连杆机构与凸轮机构特点的结构，与连杆的共同点是从动件的随动力是主动件提供的，不同点是主动件回转半径按规律变化。与凸轮机构的不共同点是“凸轮”规律，不同点是从动件的随动力提供主体不同。结构的注意点是，设计要避免主动件提供力的方向与从动件运动的法线相同，形成“死点”

普通凸轮在加工上可能比槽凸轮便宜,但槽凸轮是几何偶合,用凸轮时不用担心凸轮和滚子分离,普通凸轮则另需要弹簧给滚子一个压力,让这个凸轮系统力偶合,不至于凸轮和滚子分离.而且这个弹簧需要特别设计,尤其对弹簧的固有周期要进行校核.

所以个人认为槽凸轮是能用的地方尽量要用的.钱多花不了几个,但性能提升大大的.