科技名词

凸轮

cam

定义：具有曲线或曲面轮廓且作为高副元素的构件，该轮廓按输出运动学特性和动力学特性的要求设计。

学科：机械工程_机构与机器人学_机器与机构构成

相关名词：机构 从动件 机架 运动控制

【延伸阅读】

凸轮机构是实现机械自动化和半自动化中应用较广的一种机构，由于凸轮与从动件是点、线接触，因此凸轮机构是高副机构。

凸轮是具有变化向径或凹槽的构件，通常是主动件，作等速转动或移动；从动件由凸轮推动，并按一定规律运动，通常作往复的直线移动或摆动；机架起固定作用。一般凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个构件组成的高副机构。

在内燃机中配气机构包含了凸轮机构，通过凸轮控制进气门及排气门的开启与关闭，以保证内燃机正常运转，这种凸轮机构不仅要求从动件有一定的位移，而且为了得到良好的热力效应和动力条件，还要求按最佳运动规律启闭气门。

在自动机床中的进刀机构中，当具有凹槽的凸轮回转时，其凹槽的侧面通过嵌于凹槽的滚子迫使从动件作往复摆动，从而控制刀架的进退刀运动，其刀架的运动规律则取决于凸轮廓线的形状。

所以凸轮机构突出的优点是确定凸轮廓线就可以实现较复杂的运动规律。因此凸轮机构具有结构简单、紧凑、运动可靠等优点，被广泛应用到各种机械中，但由于是点、线接触，接触应力较大，易磨损，因此多用来实现载荷较小的运动控制或传递动力不大的场合。

凸轮机构的类型很多，按凸轮形状分类可分为：

1.盘形凸轮。这种凸轮是一个具有变化向径的盘形构件，凸轮的运动平面与轴线垂直，结构简单，应用广泛，但从动件行程不能太大，否则将使凸轮径向尺寸变化过大，对凸轮机构工作不利。

2.移动凸轮。这种凸轮可看作是盘形凸轮的变化向径趋于无穷大时的盘形凸轮。其相对于机架作直线运动，但有时也将此凸轮固定，使从动件相对于凸轮运动。盘形凸轮和移动凸轮由于凸轮和从动件都是在同一平面内运动，所以称为平面凸轮机构。

3.圆柱凸轮。这种凸轮是在圆柱上面具有曲线凹槽或在圆柱端面有曲线轮廓的构件。圆柱凸轮也可看作是将移动凸轮绕在圆柱体上形成的，这种凸轮的运动平面与从动件运动平面不再平行或不在同一平面内，故此凸轮是空间凸轮机构。空间凸轮机构还有圆锥凸轮和弧面凸轮等。

凸轮机构的从动件可分为尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件三种。尖顶从动件与凸轮是点接触，这种从动件构造简单，能精确实现运动规律要求，但极易磨损，在实际生产中很少应用，所以只适用于传力不大和速度较低的场合。滚子从动件将尖顶从动件的滑动摩擦改为滚动摩擦，故磨损情况得到改善，应用广泛，适用于中速中载。

平底从动件结构简单，且可以改善其与凸轮间的受力情况，直动平底从动件在传力过程中压力角为常数，润滑效果好，磨损小，应用广，适用于高速机械。