凸轮机构在工作时，除要保证从动件满足工作要求的运动规律外，还要考虑机构受力情况和结构是否紧凑。影响这些要求的主要因素是压力角、基圆半径和滚子半径。下面分别予以讨论。

1.压力角及其校核

凸轮的压力角α如图5-30所示，是在凸轮表面与从动件接触点A处从动件受力方向（F）与从动件运动速度方向（v）的夹角。从动件的受力方向是垂直于凸轮接触点的切线的。由于凸轮曲线各点切线方向不同，各接触点处受力方向也就不同，因此，各接触点的压力角也是变化的。

图5-30　凸轮机构的压力角

作用于从动件的力F可分解成两个分力，即：

F1分力与从动件运动方向相同，是推动从动件产生速度的有效分力；F2分力垂直于从动件，作用于从动件的导路上，是导路的正压力，也是产生摩擦损耗的有害分力。显然，压力角α越小，有效分力越大，有害分力越小；反之，压力角越大，有效分力越小，有害分力越大。凸轮机构因为有运动规律的要求，故压力角α不可能很小。但也要防止压力角过大的情况，压力角过大，不仅有害分力大、摩擦损耗大，而且可能发生机构自锁现象，即所谓的“卡死不能动”。为保证机构正常运转，对凸轮的最大压力角加以限制，一般规定为：

移动从动件在升程时，[α]=30°；

摆动从动件在升程时，[α]=45°；

回程时，[α]=80°。

[α]为许用压力角。凸轮轮廓曲线画好后，要进行压力角的校核，即凸轮轮廓曲线上各点的压力角不能大于许用压力角，即α≤[α]。

一般的作法是按图5-31所示，在凸轮轮廓曲线取升程范围内曲率半径较大的点（视觉比较陡的地方），绘上法线和从动件的速度方向线，其夹角就是该点的压力角。经比较，若压力角大于许用压力角，则可采用增大基圆半径的方法减小压力角。

图5-31　校核压力角的方法

2.基圆半径的选择

凸轮基圆半径的选择受下列因素的影响：(www.daowen.com)

①基圆半径大小直接影响压力角的大小，从而影响凸轮的工作能力。如图5-32所示，同一个凸轮预选两种半径的基圆r01、r02，且r01＜r02，当凸轮转过δ角时，从动件都位移h值，从图中可知，两种基圆半径，其压力角不同，α1＞α2，也就是基圆半径小的压力角比基圆半径大的压力角大。为得到较好的凸轮传力性能，提高传动效率，凸轮的压力角应取小些，即基圆半径应取大些。

②由于凸轮机构工作时，有较大的压轴力，为提高传动刚度，凸轮的支承轴直径不能太小，这样凸轮基圆半径就要取大些。一般情况下，为使凸轮机构紧凑些，在传动刚度允许的条件下，凸轮基圆半径应尽量取小些。具体设计可按下列经验公式确定：

图5-32　基圆半径与压力角的关系

式中，r0——凸轮基圆半径（mm）；

　　　r——凸轮轴半径（mm）；

　　　rg——凸轮从动件滚子半径（mm）。

3.滚子半径的选择

滚子从动件在凸轮机构中应用最广，而滚子半径的大小又直接影响传动性能，因此要正确选择。

首先了解滚子半径rg与凸轮理论轮廓的曲率半径ρmin和实际凸轮轮廓曲率半径的关系。如图5-33（a）所示，凸轮外凸部分理论轮廓曲率半径是ρmin，实际轮廓曲率半径是ρ′=ρmin-rg，这时实际轮廓是较为圆滑的曲线；如图5-33（b）所示，滚子的包络线有一部分互相干涉而变尖，实际轮廓曲率半径不再能满足上述等式，而是ρmin＜rg，这种轮廓曲线将使从动件在变换运动方向时产生冲击和极快磨损，是不可取的。

图5-33　滚子半径的选择

因此，选择滚子半径rg时，考虑到强度和传力情况，rg应该取大些；但考虑到滚子半径过大，大于曲线凸出部分曲率半径而使曲线变尖，则rg又要取小些。

一般取rg=（0.1~0.5）r0，然后校验：rg≤0.8ρmin。这样既能有足够的强度和较好的传力性能，又能使凸轮升程轮廓曲线和回程轮廓曲线中间的过渡弧较圆滑而不变尖。