凸轮机构具有传动、导向和控制等功能,在机械行业中应用极为广泛。根据各种从动件系统设计出能实现预期运动规律的凸轮轮廓参数,是机构学常见的设计课题。传统的凸轮设计方法主要是图解法,此方法数据精度较低、设计周期长。随着计算机的发展与普及,图解法正在被法所取代。本文针对尖顶和滚子从动件平面盘形凸轮机构,探索统一表达凸轮轮廓、凸轮轮廓的曲率半径、机构压力角及从动件运动规律的途径与方法,并在此基础上开发易于应用的凸轮CAD系统。本文的主要工作如下:?1)将直动从动件和摆动从动件用虚拟摆动从动件统一表示,采用单参数曲线包络理论,建立了既适合于直动从动件又适合于摆动从动件的平面盘形凸轮轮廓的统一数学表达式,并以滚子直动从动件盘形凸轮机构为特例,验证了凸轮轮廓统一表达式的正确性。2)在上述凸轮轮廓的统一表达式的基础上,通过运动学研究和数学分析,导出了既适合于直动从动件又适合于摆动从动件的凸轮轮廓曲率半径及机构压力角的统一表达式,并以尖顶直动从动件盘形凸轮机构为特例,验证了统一表达式的正确性。3)通过从动件运动规律的无因次化处理,利用简谐梯形组合运动规律,导出了从动件通用修正梯形运动规律的统一数学表达式。4)根据上述的统一表达式,用Visual Basic6.0程序设计语言,开发了一个界面友好、交互方便的凸轮CAD系统,并用该系统进行了实例设计,验证了该系统的可行性与正确性。