基圆指的是在凸轮中以凸轮轮廓最小向径为半径所作的圆。最短向径即为基圆半径。

以凸轮回转中心为圆心，以凸轮理论轮廓曲线的最短向径为半径所画的圆称为基圆，最短向径即为基圆半径。

增大凸轮基圆半径对机构工作的影响：

有利方面：

(1) 减小凸轮机构的压力角，改善传力性能，避免自锁，提高机构效率。

(2) 减小从动件所受侧向力，有利于提高导轨寿命。

(3) 增大凸轮廓线的曲率半径，有利于避免干涉，同时接触应力也可降低。

不利方面：

(1) 增大机构尺寸和重量。

(2) 凸轮廓线周长增加，增加了凸轮的加工量和加工难度。

(3) 凸轮表面速度增大，加剧了加工误差对凸轮

机构工作特性的影响。

设计凸轮机构时，在保证机构正常工作的条件下，希望凸轮基圆半径尽可能小一些。

凸轮机构的基圆半径 对机构的结构尺寸有着直接影响，而基圆半径 与凸轮机构的压力角 之间存在关联关系，因此基圆半径 也会对机构的受力性能产生间接影响。

根据图1中从动件上与凸轮接触点B处的速度矢量，可以建立基圆半径 与机构压力角 之间的关联关系。由理论力学的运动学知识可知，构件上某点的绝对速度等于该点的牵连速度与相对速度的矢量和，即

式中， 为相对速度，即点相对于动坐标系的运动速度； 为牵连速度，即动坐标系相对于定坐标系的运动速度； 为绝对速度，即点相对于定坐标系的运动速度。

在图1所示的凸轮机构中，从动件与凸轮在B点接触，若选择凸轮为动坐标系，则根据式(1)所示的速度矢量关系，从动件上B点的速度可以表达为

式中， 为相对速度矢量，即从动件上B点相对于凸轮上B点的速度。由于从动件上的B点必须始终与凸轮保持接触，同时又不能嵌入到凸轮体内，因此，从动件上的B点不可能沿凸轮轮廓上B点的法线船 移动，只能沿凸轮轮廓线上B点的切线 方向移动，即相对速度矢量 的方向线一定沿凸轮轮廓上B点的切线 tt (垂直于凸轮轮廓上B点的法线nn)。 为牵连速度矢量，即凸轮轮廓上B点的绝对速度。 ，其中， 是凸轮转动的角速度，r是凸轮轮廓在B点处的矢径。速度矢量 的方向线垂直于OB连线。 为绝对速度矢量，即从动件上B点的绝对速度。速度矢量 的方向线沿从动件的导路中心线。

式(2)表示的从动件上B点绝对速度矢量 、牵连速度矢量 以及相对速度矢量之间的矢量关系，可以用图1(b)所示的速度矢量多边形表示。因 ， 与凸轮上B点的法线 nn 垂直，故图1(b)的速度多边形矢量图呈直角三角形，且速度矢量 v 与方向线之间的夹角等于凸轮机构的压力角 。由图1(b)的速度多边形得

或

由图2中从动件的位移 与凸轮基圆半径 以及凸轮轮廓上任一点矢径 r 的几何关系可得

将式(3)代人式(4—2)中，得

即

式(5)说明，凸轮基圆半径与机构的压力角 成反比关系。

由式(4)可知，凸轮机构的结构尺寸取决于凸轮的基圆半径 。即在从动件运动位移 相同的情况下，基圆半径 愈小，凸轮轮廓上任一点的矢径r就愈小，凸轮的外廓尺寸将愈小。如果希望凸轮的结构尺寸紧凑，则凸轮的基圆半径 取得愈小愈好。

由式(5)可知，基圆半径 与凸轮机构的压力角 成反比。减小凸轮的基圆半径 ，机构的压力角 将增大，凸轮机构的压力角 愈大，机构的受力性能将愈差。当机构的压力角 增大到一定程度后，容易引起机构产生自锁。为保证凸轮能够正常运转，应限制机构的最大压力角 小于许用压力角[ ]。因此，从改善凸轮机构的受力性能考虑，凸轮的基圆半径r0取得愈大愈好。

设计凸轮机构时，一方面要保证机构具有良好的受力性能，同时还希望机构的结构紧凑。根据上述分析，欲获得轻便紧凑的凸轮机构，应尽可能减小凸轮的基圆半径 ；欲使机构具有良好的受力性能，则应尽可能增大凸轮的基圆半径 。这样，结构紧凑和提高机构的传力性能成为相互制约的关系。实际设计时，应在保证机构最大压力角 小于或等于许用压力角[ ](即保证 )的前提条件下，考虑减小凸轮的结构尺寸，即减小凸轮的基圆半径r0。凸轮机构的最大压力角 位于凸轮轮廓曲线的最陡处，即凸轮轮廓矢径 r变化率最大处。如果机构的结构尺寸条件允许，增大凸轮的基圆半径 ，可以改善机构的受力及磨损状况，减小凸轮轮廓的曲线误差。