Détermination du profil d'une came-disque

La démarche générale de conception d'une came-disque est illustrée à la figure 20.16.

Figure 20.16
Construction du profil d'une came-disque

La came, qui tourne avec l'arbre dans le sens anti-horaire, fait monter et descendre le poussoir le long de la ligne AB. On notera que, l'axe du poussoir est décalé par rapport à l'axe de rotation de la came. Le diagramme des déplacements au bas de la figure illustré le mouvement désiré du poussoir.

Le poussoir étant dans sa position initiale au point le plus bas, le centre du galet est en A et OA est le rayon du cercle de base, on trace alors un cercle décalé de même centre 0, dont le rayon est égal au décalage qui est appelé excentricité.

Quand la came tourne, la ligne d'axe du poussoir est toujours tangente à ce cercle. Étant donné que, sur le dessin, la came doit rester stationnaire, une rotation équivalente peut être simulée lorsque l'on dessine, en diverses positions angulaires, le poussoir se déplaçant autour de la came en sens opposé (sens horaire).

C'est pourquoi le cercle d'excentricité est divisé en douze parties égales correspondant aux douze divisions du diagramme des déplacements. Ces divisions commencent à zéro et sont numérotées en sens opposé au sens de rotation de la came. Des lignes tangentes sont alors tracées à partir de chaque point sur le cercle d'excentricité, comme l'illustre la figure.

Les points 1, 2, ... sur l'axe AB du poussoir indiquent les positions successives du centre du galet. On les localise en rapportant sur AB les ordonnées, telles que x et y, prises sur le diagramme des déplacements. Alors, quand la came a tourné de 60°, le poussoir doit se lever d'une distance x en position 2 et, après une rotation de 90°, d'une distance y en position 3, et ainsi de suite.

On doit maintenant observer que, lorsque le centre du galet se déplace de sa position initiale A à la position 2, par exemple, la came aura tourné de 60° dans le sens anti-horaire.

C'est pourquoi, le point 2 doit être tourné de 60° dans le sens horaire autour du centre de rotation de la came, pour établir le point 2' sur la tangente à 60°.

Dans cette position, le poussoir complet apparaîtrait tel qu'il est illustré par les lignes fantômes. Les points 1 ', 2', 3' ... représentent les positions consécutives du centre du galet, et la courbe régulière passant par ces points est appelée l'équidistante de la came.

Le profil même de la came correspond à l'enveloppe des cercles dont le rayon est égal à celui du galet et dont les centres sont sur l'équidistante trouvée. Pour une meilleure précision, il faut donc tracer très soigneusement l'équidistante et construire un grand nombre de cercles simulant le galet, comme l'illustre la portion comprise entre 5' et 6'.
Si le galet est fixé à un levier pivotant (figure 20.17.a), le déplacement du centre du galet se fait sur l'arc AB.

Figure 20.17
Poussoir pivotant à galet et poussoir à plateau

La hauteur de l'ordonnée du diagramme des déplacements (non illustré) devrait correspondre à la longueur de l'arc AB.

Les ordonnées lues sur le diagramme sont reportées sur l'arc AB pour localiser les positions 1, 2, 3, . . . du galet, comme dans le cas de la démarche mentionnée précédemment.

A mesure que le levier tourne autour de la came, le point de pivot C se déplace, sur un arc de cercle de rayon OC, aux diverses positions consécutives C-i, C2, ...

La longueur AC du levier pivotant est constante pour toutes les positions du levier, ainsi, pour chaque nouvelle position du point C, on dessine l'arc, de rayon R, de déplacement du centre du galet, tel que celui illustré dans la figure 20.17.a à la position de 90°.

Les positions du centre du galet, 1, 2, 3, . . . , sont tournées autour du centre O de la came pour couper les arcs de déplacement à 1', 2', 3', ... Après que l'équidistante est complétée, le profil de la came est dessiné par une courbe tangente aux cercles représentant le galet.
La construction d'un poussoir à plateau est illustrée à la figure 20.17.b.

Le point de contact initial est à A, et les points 1, 2, 3, ... représentent les positions consécutives du plateau.

Alors, pour la position à 90°, le point 3 doit être tourné de 90° à la position 3', et le plateau est dessiné à partir de 3' à angle droit avec le rayon de la came.

Quand cette démarche aura été répétée pour chaque position, le profil de la came sera tracé sous forme d'une courbe, qui est l'enveloppe des lignes droites représentant les différentes positions du plateau.

On note que le point de contact, initialement en A, change à mesure que le poussoir se relève: à la position 90°, par exemple, le point de contact est en D, à la distance X à droite de l'axe du poussoir.