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 凸轮机构是机械中的一种常用机构，由凸轮、从动件和机架组成。这种凸轮结构简单，可以实现复杂的运动要求，在发动机的汽配系统、车辆制动控制元件、机床进给机构、纺织机械等机械加工中被大量使用。

 由于没有凸轮槽线中心，所以无法计算空间凸轮槽的形状特征，传统加工方法在进程中产生了一个瓶颈，比如凸轮槽无法使用cam编程，凸轮槽形状无法被准确建模，此外，与平面凸轮的加工不同，3d凸轮的加工是很难控制的，使用刀具直径偏移量过大或过小都会造成材料过切。

 在目前的凸轮轴应用中，已经将缸盖润滑系统集中于中空式凸轮轴，将实现缸内直喷的燃油泵驱动组件在凸轮轴上实现，将vvt(可变正时气门)在凸轮轴尾端使用。

 在配气机构中，对凸轮轴各个部位的性能要求是不同的。对于凸轮和燃油泵驱动轮，要求耐磨损、耐胶着、耐点蚀；对于轴颈要求滑动性能好；对于轴则要求刚性、弯曲、扭转性能好。

 对下置凸轮轴凸轮线优化设计的研究比较透彻，理论与实践都比较成熟，而顶置凸轮轴凸轮型线的优化设计缺乏实用的计算方法和设计软件。

 由于顶置凸轮轴发动机转速越来越高，其充气性与震动噪声和耐久性之间的矛盾越来越---，因此其凸轮轴型线的优化更具有实际意义。由于顶置凸轮轴的气门机构与下置凸轮轴相比其摇摆传动比是变值，所以运动学计算复杂，由于气门的速度和加速度的表达式无法直接算出，这样就使得顶置凸轮轴凸轮型线的优化设计相当繁杂。