在机械设计中凸轮是一个很重要的组件，比如在汽车发动机的应用中，凸轮轴是配气机构的关键零件，通过凸轮轴控制气门的开启和关闭，良好的凸轮型线设计可以提升发动机的性能。

那么，在solidworks中我们如何根据凸轮型线来设计凸轮，凸轮设计好以后，我们又如何来优化凸轮型线呢？

凸轮基础知识

凸轮由基圆和升程曲线组成，图中rb为基圆，基圆与凸轮呈内切关系，升程曲线的横坐标对应着凸轮的转角，纵坐标对应着凸轮外圆的点到中心的距离减去基圆的半径。在凸轮转动的过程中，上部推杆按照升程曲线进行往复运动。

如何根据升程曲线设计凸轮

• 我们先将凸轮的型线绘制出来。假设凸轮的基圆直径是90mm，为了凸轮能够正常建模，我们给定升程曲线一个基础高度10mm，将基圆直径转换为80mm，这样升程曲线就可以从10mm开始到10mm结束。
• 下图中，我们从原点开始绘制升程曲线，升程曲线在绘制的过程中需要注意曲线的起始位置和结束位置在圆周上要保持平滑，这里我们约束起始位置和结束位置等高。
• 在原点下方绘制一个直径80mm的圆做为基准圆，然后按住键盘上的ctr，同时选中圆和升程曲线最下方的水平线，并添加几何关系曲线长度相等。这个几何关系可以约束基圆的周长和升程曲线水平方向的长度相等，这样基圆和升程曲线就有了一定的关系，类似于参数化建模中链接数值的意思。

• 使用凸台拉伸，将升程曲线草图拉伸至所需的凸轮宽度，这里我们选择拉伸20mm做为实例，在实际设计中凸轮的宽度与其承载力及疲劳强度相关，需要通过强度计算或者有限元分析确定。

• 使用【插入】→【特征】→【弯曲】，使用360度折弯模式，折弯半径和基圆半径一致，均为40mm。
• 调整三重轴位置和三重轴的旋转轴，使凸轮型线轮廓拉伸而成的实体向下进行弯曲。

• 对绘制好的凸轮和型线进行分段比对，忽略曲线拟合过程中的误差问题，凸轮的升程变化和型线是一致的。

这个使用solidworks根据凸轮型线设计的凸轮建模就完成了，后续可以继续对其使用solidworks motion模块进行动力学计算，根据计算结果对型线继续优化，由于这里的凸轮采用的是参数化建模的方式，我们只需要调整型线即可完成凸轮的修改。通过反复优化后，最终得到我们想要的凸轮形状。

猫亮设计

打赏 链接