مرجــع مهندسی سـاخت و تولیــد

دایره مبنا :

 کوچکترین دایره ای است که بر سطح لبه بادامک مماس و یا بر قسمتی از منحنی آن منطبق باشد  و اندازه آن تعیین کننده اندازه بادامک است

دایره گام:

 دایره گذران از نقطه گام و هم مرکز با دایره مبنا است.

منحنی گام:

 منحنی رسم شده توسط مرکز پیرو غلتشی یا پیروتیغه ای است لذا نقاط اثر این منحنی دایره گام را قطع خواهد نمود.

  نقطه گام:

 بیانگر نقطه ای از منحنی گام است که در آن نقطه ،زاویه فشار حد اکٍر مقدار خود را دارا است.

زاویه فشار :

زاویه ای که قائم مشترک بادامک و پیرو با مسیر پیرو می سازد زاویه فشار نامیده می شود. نیرویی که بادامک به پیرو وارد می کند، دارای دو مولفه قائم و مماسی می باشد. مولفه قائم یک فشار فشار جنبی ناخواسته وارد بر پیرو بوده که سبب انحراف نیرو در مسیرش میگردد. بدیهی است که با کم کردن زاویه فشار،این فشار جنبی قابل کاستن بودهو به طور کلی توصیه شده است که برای یک عملکرد خوبزاویه فشار نبایستی از 30 درجه تجاوز نمایداما در حالت های خاص که نیروها کوچک بوده و یاتاقان ها دقت کافی دارند می توان از مقادیر بزرگ تر استفاده نمود. یک افزایش اندازه در دایره پایه،زاویه فشار را کاهش خواهد داد. با کاهش صعود کلی پیرو، ازدیاد دوران بادامک برای یک جابجایی و تغییر مکان معلوم پیرو و ... می توان زاویه فشار را کاهش داد.

دایره پایه:

 کوچکترین دایره ای است که مرکز دوران که بر منحنی گام بادامک مماس است.

نقطه اثر:

نقطه منطبق بر تیغه پیرو ، با مرکز پیرو غلتشی است.

قانون بادامك:

بيان رياضي يا تعريفي است كه پروفيل بادامك و يا شكل نحني بلند شدن يا شتاب بادامك و يا قسمتي از آن را مشخص مي­كند و فاكتور اصلي در بدست آوردن شكل پروفيل بادامك مي­باشد.

تغيير مكان پيرو (در پيروهاي انتقالي)

فاصله­اي را كه پيرو در امتداد محورش بر اثر چرخش بادامك طي مي­كند، تغيير مكان پيرو مي­گويند.

پريود:

به­مقدار زاويه­اي كه بادامك طي مي كند تا پيرو از يك سكون به سكون ديگري برسد يك پريود مي­گويند.

محدوده شتاب مثبت، مياني، شتاب منفي:

هر پريود بادامك را مي­توان به دو يا چند محدوده تقسيم كرد. قسمتي را كه در آن شتاب مثبت است و محدوده­اي كه شتاب منفي است و محدوده مياني كه معمولاً بين اين دو قرار داشته و بادامك داراي سرعت ثابتي است. 

بادامك به جزئي از ماشين گفته مي­شود كه جزء ديگري از آن ماشين را كه پيرو ناميده مي­شود با تماس مستقيم تحت شرايط تعيين كننده­اي به حركت در مي­آورد.

عضو راننده را بادامک و عضو رانده را پیرو می­نامیم. بادامک می­تواند دارای حرکت­های دورانی، انتقالی یا نوسانی بوده، و یا حتی ثابت باشد. پیرو نیز به نوبه خود می­تواند دارای حرکت دورانی و یا انتقالی باشد.

قابليت تغيير بادامك بر اين اساس است كه با تغيير شكل منحني بادامك تغييري در مشخصه­ي حركت پيرو ايجاد مي­شود. به­همين علت تعداد حركت-هاي قابل استفاده پيرو به تنوع و دقت مهندس طراحي بستگي دارد. بادامك­هايي را ممكن است طرح كرد كه هر حركتي به پيروش بدهد ولي ممكن است در بعضي از سرعت-هاي حدي ايجاد شده، شتاب حركت خيلي زياد باشد كه نتيجه اين شتاب­هاي حدي، تنش زياد ارتعاش سيستم است طراح چنين بدامك و پيرو، حتماً بايد متوجه اين مؤلفه­هاي شتاب و خواص ماده­اي كه بادامك و پيرو از آن ساخته مي­شود، باشد تا در مقابل تنش­هاي شديد و خستگي ناشي از ارتعاش، مقاومت كافي موجود باشد و گرنه فرسايش نسبي افزايش و عمر مكانيزم كاهش خواهد يافت.

مقايسه بادامك ها و مكانيزم هاي ميله اي

انواع پيروها

پیروها را می­توان بر اساس  شکل ظاهری آنها، انواع حرکتها انجام شده توسط آنها، و بالاخره موقعیت­های واقعی خط حرکتشان دسته بندی نمود.

شکلهای1و2و3، نشان دهنده پیروهای تیغه­ای، غلتان و تخت می­باشند پیرو تیغه­ای دارای ساختمان بسیار ساده­ای می­باشد. ولی به خاطر نرخ سایش بسیار زیاد موجود در نقطه تماس، کاربرد زیادی ندارد.

پیرو غلتان نشان داده شده در شکل 2 گونه عملی تری از پیرو تیغه­ای نشان داده شده در شکل 3 می­باشد.

عمل غلتیدن این نوع پیروها  در سرعت­های کم، غلتش خالص می­باشد. ولی هر چه که سرعت افزایش  پیدا عمل غلتش خالص، تبدیل به ترکیبی از اعمال  غلتشی و لغزشی می­گردد. پیروهای غلتان زمانی بادامک دچار یک خیز ناگهانی و زیاد گردد، ایجاد  اشکال می­نماید. زیرا در چنین وضعیتی پیرو غلتان، بادامک خود را فشرده می­کند.

پیرو تخت نشان داده شده در شکل 1 را می­توان بهینه­ترین نوع  پیروها نامید. این نوع پیروها زمانیکه  بادامک دچار یک خیز ناگهانی و زیاد می­گرردد، بادامک را فشرده نمی­کنند.

پیرو تخت نشان داده شده در شکل 1 در ازای خیز بوجود آمده، باعث تنش­های سطحی و سایش زیاد، مخصوصاً با توجه به­میزان تغییر مکان و نامیزانی موجود می­گردد که بدین علت، عموماً از پیروهای تخت نشان داده شده در شکل1 استفاده می­گردد. 

حرکت­های متداول پیرو

اولین اقدام در طرح منحنی یک بادامک، رسم دیاگرام تغییر مکان است. لازم است تغییر مکان پیرو به­صورت تابعی از زاویه دوران بادامک تعیین گردد. این تابع ممکن است شکل خاصی داشته باشد یا امکان دارد غیرمشخص باشد. پروفیل یک بادامک معمولاً به­کمک منحنی جابجایی پیرو آن یک­سری پارامترهای مربوط به مکانیزم مورد نظر رسم می­شود. برای اینکه پیرو با حرکتی که از بادامک می­گیرد، کار مورد انتظار را انجام دهد از منحنی­های مختلفی برای دیاگرام جابجایی آن استفاده می­شود. چند نوع از حرکت­های متداول پیرو عبارتند از:

1.    حركت با شتاب ثابت

2.    حرکت با سرعت ترمیم شده

3.    حرکت نوسانی ساده(هارمونیک)

4.    حرکت سیکلوئیدی

انواع دیگر حرکت­های پیرو عبارتند از:

حرکت بیضوی، منحنی­های چند جمله­ای از درجه پنج، حرکت درجه هشت و ...

پس از آنکه منحنی جابجایی پیرو مشخص گردید، می­بایست پروفیل بادامک مربوطه را که قرار است منحنی مزبور را تامین نماید، طراحی نمود.

 انواع بادامك­ها :

بعضی از انواع متداول بادامک­ها عبارتند از:

1.    بادامک­های دیسکی

2.    بادامک­های انتقالی

3.    بادامک­های استوانه­ای

بادامک­های دیسکی معمولاً با سرعت ثابت دوران می­کنند و مسائل فنی زیادی را می­توان با بادامک­های دیسکی حل و بحث کرد و از نظر ساخت ساده­ترین نوع بادامک­ها بوده و در عین حال موارد استفاده زیادی دارند.

بادامک­ها را می­توان به سه نوع مختلف دسته بندی نمود:

1.     براساس شكل ظاهري آنها

2.     براساس نمودار حركت پيرو آنها

3.     براساس نوع قيود موجود در پيروي آنها

بادامک­ها را از روی شکل ظاهریشان نیز مي­توان دسته بندی کرد. شکل یک بادامک می­تواند به­صورت­های:

گوه­ای، استوانه­ای، مارپیچ، مخروطی، کروی، گوی سان، شعاعی، مزدوج، و یا سه بعدی باشد.

بادامک می­تواند دارای هر یک از حرکت­های دورانی و یا انتقالی باشد. بادامک­های گوه­ای شامل پیرو انتقالی و نوسانی می­باشند.

طراحی بادامک گوه­ای بسیار ساده است. پیرو چنین بادامک­هایی می­بایست به­طور دائم، با بادامک در تماس باشد، که این عمل را می­توان به-وسیله یک فنر  پیش بار گذاری شده، یا ایجاد حرکت مثبت درون شیاری برای پیرو مهیا نمود.

در بادامک­های شعاعی یا دیسکی، پیرو دارای حرکت شعاعی از مرکز دوران بادامک است.

پیروها به­وسیله فنرهای پیش گذاری شده با بادامک­هایش در تماس می­باشند. بادامک های صفحه ای یا دیسکی بخاطر سادگی و حجم کم بسیار متداول می­باشند.

 بادامک مزدوج دارای یک زوج بادامک دیسکی می­باشد که به­طور پیوسته با یک پیرو در تماس  می­باشند. بادامک­های مزدوج زمانی مورد استفاده قرار می­گیرند که هدف داشتن:

1.     سرعت­های بالا،

2.     بارهای دینامیکی زیاد،

3.     سر و صدای کم،

4.     سایش کم،

5.     و بالاخره قابلیت کنترل بالای پیرو باشد.

بادامک مارپیچ وار، گونه­ای از بادامک تخت با شیار مارپیچ می­باشد که قادر به کنترل حرکت نوسانی و یا انتقالی پیرو نظیرش می­باشد. کاربرد این نوع بادامک، بخاطر آن که بادامک می­بايست دورانی در خلاف جهت حرکتش ­برای قرار دادن پیرو در موقعیت اولیه­اش داشته باشد، محدود می­باشد.

بادامک گوی­سان یا بشکه­ای حرکت پیرو توسط شیار محیطی بریده شده بر روی سطح بادامک ایجاد می­گردد.

به­طور کلی دو نوع بادامک گوی­سان (بشکه­ای) وجود دارد، که هر نوع توسط سطح بادامک مشخص می­شود. سطوح مورد نظر می­توانند محدب یا مقعر باشند. بادامک گوی­سان زمانی مورد استفاده قرار می­گیرد که زاویه نوسان پیرو زیاد باشد. بخاطر شیار موجود روی سطح بادامک، کاربرد این نوع بادامک­ها تنها محدود به سرعت­های ملایم می­باشند.

بادامک بشکه­ای، را اغلب بادامک استوانه­ای نیز می­نامند. این نوع بادامک دارای شیار محیطی بریده شده در روی استوانه می­باشد(بادامک حول محور استوانه دوران می­نماید). به­طور کلی دو نوع بادامک بشکه­ای داریم. نوع بادامک توسط نحوه­ای که حرکت به پیرو منتقل می­گردد، تعیین می­گردد.

بادامک استوانه­ای شیاری، این نوع بادامک قادر به پذیرفتن حرکت مثبت می­باشد.

 پیرو این بادامک­ها دارای یک فنر پیش­بار گذاری شده است.

بادامک مخروطی: پیرو این نوع بادامک­ها، مختصری در امتداد خط مولد مخروط حرکت می­کند. بادامک­های مخروطی بخاطر داشتن هزینه زیاد ساخت، استعمال زیادی ندارد.

بادامک کروی، این بادامک از یک سطح کروی که حرکت را  به پیرو نظیرش انتقال می­دهد تشکیل شده است. پیرو حول محوری که عمود بر دوران بادامک می­باشد، نوسان می­کند. بادامک­های کروی نیز همانند بادامک­های مخروطی بخاطر داشتن هزینه زیاد ساخت، کمتر مورد استفاده قرار می­گیرند.

فایده استفاده از بادامک کروی نسبت به بادامک دیسکی در این است که در بادامک­های کروی، امکان بدست آوردن حرکت نوسانی، حول محوری که با محور دوران بادامک موازی نباشد نیز وجود دارد.