三．滚子半径（rT）的确定、平底尺寸的确定 1．滚子半径的选择
对于滚子从动件中滚子半径的选择，要考虑其结构、强度及凸轮廓线的形状等诸多因素。这里我们主要说明廓线与滚子半径的关系。
如图4-18所示为一内凹的凸轮轮廓曲线，?为实际轮廓，?0为理论轮廓。实际轮廓的曲率半径
?a等于理论轮廓的曲率
半径?与滚子半径rT之和，即：?a???rT。这样，不论滚子半径大小如何，凸轮的工作廓线总是可以平滑地作出。
对于图b中的外凸轮，?a???rT，则实际轮廓的曲率半径为零实际轮廓上将出现尖点。当??rT时，则?a为负值，这时实际的轮廓出现交叉，从动轮将不能按照预期的运动规律运动，这种现象称为“失真”。因此，对于外凸的凸轮，应使滚子的半径rT小于理论轮廓的最小曲率半径?min。另一方面，要考虑强度、结构等因素，滚子的半径也不能太小，通常取：rT?(0.1~0.5)rb，其中rb为基圆半径。 2．平底尺寸的选择
平底从动件其平底尺寸的确定必须保证凸轮轮廓与平底始终相切，否则从动件也会出现“失真”，甚至卡住。
通常平底长度L应取：L?2lmax?(5~7)mm
图 4-18 其中lmax为凸轮与平底相切点到从动件运动中心距离的最大值。 3．材料的选择
滚子材料的选择主要考虑机构所受的冲击载荷和磨损等问题。一般情况下，凸轮选用45号钢或40Cr制造，淬硬到HRC52～58；要求较高时，也可以用15号钢或20Cr制造，采用渗碳淬火。
滚子采用与凸轮同样的材料。
4.5 凸轮机构的结构设计
凸轮机构要求能实现预定的运动，承受连续工作载荷的作用，尺寸紧凑，易于加工装配，并且成本低、寿命长。
凸轮机构的失效形式通常为凸轮工作表面的擦伤、点蚀与光亮磨损。擦伤主要由于表面粗糙度和润滑不充分造成表面材料损失。点蚀与时间和应力有关，是由于表面疲劳引起裂纹扩展，造成表层材料小片剥落。光亮磨损介于损伤和点蚀之间，与润滑油的化学性质有关。一般可选用接触强度高的材料、降低表面粗糙度以及合适的润滑方式来防止失效。 1、凸轮和从动件的常用材料及技术要求
1）凸轮和从动件的常用材料
凸轮的材料要求工作表面有较高的硬度，芯部有较好的韧性。一般尺寸不大的凸轮用45钢或40Cr钢，并进行调质或表面淬火，硬度为52～58HRC。要求更高时，可采用15钢或20Cr钢渗碳淬火，表面硬度为56～62HRC，渗碳深度为0.8～1.5mm 。更加重要的凸轮可采用35CrMo钢等进行渗碳，硬度为60～67HRC，以增强表面的耐磨性。尺寸大或轻载的凸轮可采用优质灰铸铁，载荷较大时可采用耐磨铸铁。
在家用电器、办公设备、仪表等产品中常用塑料作凸轮材料。一般使用共聚甲醛、聚砜、聚碳酸脂等，主要利用其成型简单、耐水、耐磨等优点。
从动件接触端面常用的材料有45钢，也可用T8、T10,淬火硬度为55～59HRC；要求较高时可以使用20Cr进行渗碳淬火等处理。
2）凸轮及从动件的精度与表面粗糙度
对于向径在300～500mm以下的凸轮可以分为三个精度等级，其公差和表面粗糙度见表。
极限偏差 凸轮精度 向径/mm ±（0.05～高精度 0.10） ±（0.10～一般精度 0.20） ±（0.20～低精度 0.50） H8 H9(H10) H7(H8) H8 H7 H7(H8) 基准孔 宽 凸轮槽的槽表面粗糙度Ra/mm 盘型凸轮 凸轮槽 0.4 0.8 0.8 1.6 0.8 1.6 对于高速凸轮机构的从动件，表面粗糙度应低于0.1～0.2μm。 2、结构设计
1）凸轮的结构及其在轴上的固定
盘型凸轮的结构通常分为整体式和组合式。
整体式结构如图4－19所示，它具有加工方便，精度高和刚性好的优点。凸轮轮廓尺寸的推荐值为：
图 4－19 d1?(1.5~2)d0、L?(1.2~1.6)d0
对于大型低速凸轮机构的凸轮、或经常调整轮廓形状的凸轮，常用组合凸轮结构，如图4－20所示。图a所示为凸轮与轮毂分开的结构，利用圆弧槽可调整轮盘与轮毂的相对角度；图b为可以通过调整凸轮盘之间的相对位置来改变从动件在最远位置停留的时间。
凸轮与轴的固定可采用紧定螺钉、键及销钉等方式，如
图4－20 图4－21 图4－21所示。精度要求不高的情况下可采用键固定，见图a所示。销固定见图b所示，通常是在装配时调整好凸轮位置后，配钻定位销，或用紧定螺钉定位后，再用锥销固定。
2）从动件结构
（1）从动件导路，如图4－22所示a图为单面导路，悬臂部分不宜过大，应满足L1?件的工作性能。
（2）滚子结构，图4－23所示为滚子的几种装配结构，滚子与销为滑动配合，一般选用
L，图b为双面导路，有利于改善从动2H8。 f8图4－22 尺寸不大时，也可直接用滚动轴承作为滚子。对于集合锁合的凸轮机构，滚子与凸轮上凹槽的配合，一般选用尺寸一般取：
滚子销轴直径dk： dk?(~ 滚
子
宽
H12。滚子的主要h12131)dT 2度
b
：
图4－23 b?dT?5mm 43）凸轮工作图
凸轮零件工作图与一般零件工作图相比，除了标注尺寸公差、表面粗糙度、技术条件、材料和热处理等要求外，应该注意，对于盘型凸轮，为了便于加工和检验，常以极坐标形式或列表给出凸轮理论廓线尺寸，即列出每隔一定角度的凸轮径向值。用图解法设计的滚
图4－24 子从动件凸轮，尺寸标注在理论轮廓曲线上，而平底从动件凸轮，尺寸标注在凸轮实际轮廓曲线上。当同一根轴上有多个凸轮时，应根据工作循环确定各凸轮与轴之间底相对位置关系。如图4－24所示为凸轮工作图示例。