ほとんどの人工メカニズムの動作回転エネルギーに基づいています。機械 (この場合は車ではなく機構) の動作を外側から観察すると、回転がないように見えることがありますが、第一印象は欺瞞であることがよくあります。実際、多くのマシンは、動きの本来の性質を別のタイプに変換することを可能にするさまざまな技術的ソリューションを使用しています。最も顕著な例の 1 つはカム機構です。その助けを借りて、回転運動から並進運動や揺動運動を「受け取る」ことが可能になります。カム機構は一体どこにあるのでしょうか？
明らかではない事実
きっとどのご家庭にも、必要なものの中に、ツールには電動インパクトドリルがあります。本体には、動作モード（ドリルの回転のみ、または回転に伴う並進往復変位）を選択できる特別なスイッチがあります。最初のケースでは、疑問は生じません。電気モーターは、その回転の一部をシャフトとギアボックスを介してドリルに伝達します。しかし、パンチモードがオンになるとどうなるでしょうか?複雑なことは何もありません。カム機構が動作するだけで、回転モーメントの一部が水平方向の変位に変換されます。同様のソリューションが多くの工具や家電製品で使用されています。また、そのようなメカニズムがなければ、古典的な形式の内燃機関の存在は不可能になります。
シンプルな設計と低コスト - これらは、このような機械式コンバーターの主な利点は次のとおりです。欠点もあります。アクチュエータに過剰な圧力がかかると (動きに対する抵抗があり)、要素が損傷する可能性があります。たとえば、インパクトドリルを壊すには、ドリルで穴を開けるときに、ドリルを表面に強く押し付けすぎて、実際にドリルの前進を妨げるだけで十分です。
例から実践へ
カム機構もその一つです。プッシャーとカムという 2 つのリンク (ストラットの存在が想定されています) だけで構成される、さまざまな運動学的ペア。スライドが起こる後者の表面は輪郭が描かれており、動きの衝撃がそれに関連するプッシャーに伝達されるようになります。カムは、平面、球面、円筒形、複雑な空間構成など、非常に多様な形状にすることができます。したがって、すべてを空間と平面の 2 つの一般的なグループに分けることができます。
最も単純なカムがどのように機能するかを見てみましょうフラットタイプの機構。出力リンクは、並進移動 (スライダー) と回転 (ヨーク) の両方が可能です。摩耗を軽減するために、カムと接触するリンクの側面を平面、半球、点の形状にしたり、ローラーを装備したりすることができます。
スライダー、卵型断面のカムの場合形状が軸を中心に回転します。形状が円とは異なるため、ローラーを備えたプッシャーは頂点で立ち上がり、ガイドに沿って並進運動を行います。トップが落ちてローラーが下がり、リンクが戻ります。ロッカーの設計にはガイド装置がないため、ローラーはカムの上で完全に「転がり」、これによりリンクが回転軸に従って動きます。
カム機構の確実な動作が可能プッシャーとカム自体が確実に接触している場合にのみ可能です。この問題を解決するには、いくつかのアプローチが使用されます。出力リンクはバネ式です。回転部品自体の本体に溝が作られており、そこにプッシャーローラーが固定されています。ノッチ自体は、ローラーを 1 点でロックするのではなく、回転させることができます。
カム機構の合成が必要技術的プロセスに必要なパラメータを正確に選択します。まず、運動学的ペア、リンク、それらの自由度、接続の種類の数を考慮した図の構造部分が作成されます。次の段階はメトリクスです。必要なパラメータに応じて、すべての主要要素のサイズが選択されます。この場合、カムの最も合理的な形状、頂点の力、構造を作成するための材料の消費量が考慮されます。
