一、凸轮机构的应用和分类
凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件所组成的一种高副机构。其中凸轮通常作等速运动；而从动件是根据使用要求设计，可获得一定规律的运动，例如往复运动、间歇运动或摆动.
图3-51
图3-51所示为内燃机的凸轮配气机构。当凸轮1等角速度回转时，其工作轮廓驱使气阀推杆2在导路中往复移动，从而使气阀按预期的运动要求启闭阀门。
凸轮机构的主要优点是只要正确设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠。缺点是凸轮工作轮廓的加工较为复杂，而且凸轮工作轮廓与从动件之间为点接触或线接触，易于磨损。所以通常多用于传力不大的控制机构和调节机构中。
凸轮机构的种类很多，常用的分类方法有：
1.按凸轮的形状分
盘形凸轮这种凸轮是一个绕固定轴转动，且径向尺寸变化的盘形构件（图3-51），盘形凸轮的结构比较简单，应用较多，是凸轮中的最基本形式。
移动凸轮当盘形凸轮的回转中心趋于无穷时，凸轮相对机架作直线运动，这种凸轮称为移动凸轮（图3-53）。它常用于机床上控制刀具的靠模装置、蒸汽机的气阀机构及其它自动控制装置中。
图3-53（1为移动凸轮）图3-54
圆柱凸轮凸轮为一个圆柱体，它可以看成是将移动凸轮卷在圆柱体上而得到的凸轮。曲线轮廓可以在圆柱面上开出凹槽（图3-54），也可以开在圆柱体的端面。
（2）按从动件端部型式分
尖底从动件这种从动件结构最简单，且尖底能与较复杂形状的凸轮轮廓保持接触，因而能实现任意预期的运动规律（图3-55a）。但尖底极易磨损，故只适用于轻载、低速的凸轮和仪表机构中。
滚子从动件在从动件的尖端处装有一个可自由转动的滚子，变尖底接触时的滑动摩擦为滚动摩擦，减轻了磨损，改善了工作条件，因此，可以承受较大的载荷，应用也最为广泛（图3-55b）。
平底从动件从动件的一端做成平底（图3-55c）。在凸轮轮廓与从动件底面接触时，接触面之间易于形成油膜，故润滑条件较好，磨损小。当不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终与平底垂直，传力性能好，传动效率较高，所以常用于高速凸轮机构中（如内燃机的配气机构）。但由于从动件为一平底，故不能用于带有内凹轮廓的凸轮机构。
a）b）c）
图3-55从动件的型式
若按从动件的运动方式不同，凸轮机构还可分为直动从动件（图3-51）和摆动从动件（图3-52）两种。
如果直动从动件的中心线通过凸轮轴心，则称为对心式直动从动件凸轮机构，否则称为偏置式直动从动件凸轮机构。
二、从动件常用运动规律
凸轮的轮廓曲线由非圆曲线B0D0和BD以及圆弧曲线B0B和D0D所组成。以凸轮轮廓曲线的最小向径r b为半径所作的圆称为基圆。r b称为基圆半径。凸轮轮廓曲线与基圆相切于B、B0两点。如图所示，当从动件尖底与凸轮轮廓曲线在Ｂ点接触时，从动件处于最低位置。当凸轮以等角速度逆时针方向转动时，从动件首先与凸轮轮廓曲线的非圆曲线BD段接触，此时从动件将在凸轮轮廓曲线的作用下由最低位置Ｂ被推到最高位置B‘，从动件的这一行
程称为推程，凸轮相应得转角Ф
称为推程运动角。当凸轮继续
转动时，从动件与凸轮轮廓曲
线的圆弧DD0段接触，故从动
件处于最高位置而静止不动，
这一过程，称为远停，在此过
程中凸轮相应的转角Фs称为远
休止角。凸轮再继续转动，从
动件与凸轮轮廓的非圆曲线
D0B0段接触，从动件又由最高
位置B'回到最低位置B，从动
件的这一行程称为回程，凸轮相应转角Ф´称为回程运动角。而后，从动件与凸轮轮廓曲线的圆弧EB段接
触，从动件在最低位置静止不动，这一过程称为近停，凸轮相应得转角Фs´称为近休止角。当凸轮继续转动时，从动件重复上述运动。从动件在推程和回程中移动的距离h称为从动件的行程。从动件在运动过程中，其位移s、速度v和加速度a随时间t的变化规律称为从动件的运动规律。由于凸轮一般以等角速度转动，所以凸轮转角Ф与时间t成正比，故从动件的运动规律也可用从动件的上述运动参数随凸轮转角的变化规律来表示。将这些运动规律在直角坐标系中表示出来，就得到从动件的位移线图、速度线图和加速度线图。
由上分析可知，从动件的位移线图取决于凸轮轮廓曲线的形状。即从动件的不同运动规律要求凸轮具有不同的轮廓曲线。
１）等速运动规律
当凸轮以等角速度转动时，从动件的运动速度为常数。而在运动的起始与终点处速度产生突变，加速度理论上为无穷大，产生无穷大的惯性力，机构将产生极大的冲击，称为刚性冲击。因此，这种运动规律只适用于低速运动的场合。
2）等加速等减速运动规律
当凸轮以等角速度转动时，从动件的加速度为常数。而在运动的起始、终点和中间位置处加速度产生突变，产生较大的惯性力，由此而引起的冲击称为柔性冲击。因此，这种运动规律只适用于中、低速运动场合。
继续转动
3）余弦加速度运动规律
又称为简谐运动规律。从动件在整个运动过程中速度皆连续，但在运动的起点、终点处加速度产生突变，产生柔性冲击。因此，这种运动规律只适用于中、低速运动场合。
4）正弦加速度运动规律
又名摆线运动规律。从动件在整个运动过程中速度和加速度皆连续无突变，避免了刚性冲击和柔性冲击。因此，这种运动规律适用于高速运动场合。