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The size-minimization of planar cam mechanisms

2001; Elsevier BV; Volume: 36; Issue: 3 Linguagem: Francês

10.1016/s0094-114x(00)00041-0

1873-3999

O. Navarro, Chu-Jen Wu, Jorge Angeles,

Iterative Learning Control Systems

Cam-size minimization is understood here as the process of selecting the geometric parameters of a cam-follower mechanism of the smallest possible size, while observing constraints on performance indicators such as pressure angle, cam-profile radius of curvature, etc. In this paper, procedures for the optimization of planar cam mechanisms under pressure-angle constraints are proposed. The problem of cam-area minimization is reduced to solving a set of nonlinear equations. The proposed procedures are then illustrated with the design of quick-return mechanisms and with the synthesis of a cam mechanism to replace a complex transmission device. A graphic user interface (GUI), which allows the user to perform the optimization interactively, is also introduced. Nous entendons ici par minimisation de la taille d'un mécanisme à cames le processus de sélection des paramètres géométriques des éléments du mécanisme visant à rendre ces derniers de taille minimale, tout en respectant les contraintes imposées aux indicateurs de performance tels que l'angle de pression, le rayon de courbure du profil, etc. Nous proposons dans cet article des procédures d'optimisation des mécanismes à cames du type planaire qui respectent les contraintes sur l'angle de pression. Le problème de minimisation de l'aire enfermée par le profil de la came se réduit ainsi à la résolution d'un système non-linéaire d'équations algébriques. Les procédures proposées ici sont illustrées par deux exemples : la conception d'un mécanisme à retour rapide et celle d'un mécanisme destiné à remplacer un dispositif d'entraı̂nement utilisé sur une machine textile, lui-même composé d'une réduction par engrenages et d'un mécanisme à barres articulées. Enfin, nous proposons une interface graphique permettant l'application intéractive des procédures présentées dans cet article.