カム ギアを使用すると、最小数のギア要素で、プロセスのコントロールに必要な動作をほとんどすべて実行できます。
カム ギアを新しく開発する際には、標準化された運動法則に従うことで、計画的に設計作業を行えます。
AutoCAD Mechanical ツールセットカム(カム プレートおよび円筒カム)は、遷移図に作図されたセグメントを元にして作成します。モーション セグメントは、最も広範囲に適用できる運動法則である 5 次曲線を使用して作成されます。モーション セグメントの計算ができるのは、隣接するセグメントの境界条件が分かっている場合だけなので、これらの境界条件を定義する必要があります。遷移図の既存のセグメントについて、速度と加速度を計算することもできます。計算されたカム セグメントからカムの輪郭曲線パスを決定します。既存の曲線のパスを遷移図内で走査して転送することもできます。
運動法則とその原理については、VDI 2143 規格と同等の規格に記載されています。モーション セグメントは、動作(休止時間、一定の速度、反転、および動作)によって定義します。カム設計のこつは、これらのモーション セグメントを結合して衝撃がないスムーズな曲線を作成することです。
これが、曲線パス以外に速度と加速度が必要な理由です。これらの曲線を使うと、曲線パスがスムーズで衝撃がないかどうかを確認できます。
モーション セグメントのプロファイルには、数式などさまざまな運動法則を使用できます。VDI ガイドラインと同様のガイドラインで、放物線、簡単な正弦、変形正弦、5 次曲線などのさまざまな運動法則を検査し、比較します。VDI 2143、ぺージ 2 のテーブル 3 と同様のテーブルにこの結果と、推奨事項を示します。5 次曲線は、最も広範囲に適用できる運動法則です(5 次曲線は 16 ケースのうち 10 ケースでトップにランクされ、その他のケースでも不適切ではありませんでした)。したがって、この運動法則を使います。
モーション セグメントが計算できるのは、隣接するセグメントの条件が分かっている場合のみです。そのため、これらの条件を決める必要があります。
速度 f' は、曲線パスの勾配の変化を示します。f' には階段状の変化が含まれていてはなりせん。これが意味するのは、隣接する f' 曲線の境界条件を受け入れなければならないということです。これは、名目上の既定を使うか、または隣接する f' の値を使用して図面から指定するかのいずれかの方法で行います。A =交点は、動作の方向が反転することを意味しています。f'="0" や水平である場合は、カムのローラは停止状態です。f' 曲線は、駆動トルクが必要であることを示しています。
加速度 f" にはどのような階段状の変化もあってはなりません。その設計は、前述のとおり、同じ原理に従います。f" 曲線は慣性力を示します。
両方の曲線とも、できるだけ平坦にし、ギアの応力を適度にする必要があります。境界条件とデータ点を使用して、曲線のプロファイルに影響を与えることができます。