SYSTÈMES A INTERMITTENCES

340. Cames. Dans tout ce qui précède, nous avons supposé que les courbes qui forment les excentriques étaient continues, ne formaient pas de ressaut, c’est-à-dire que jamais en passant d’un

point de contact à un autre point infiniment voisin anguiairement, le rayon vecteur ne décroissait d’une quantité finie. Lorsque le contraire a lieu, il y a discontinuité du mouvement , et choc lors de la reprise des saillies successives ; la propriété fondamentale des excentriques disparait donc dans ce cas. Ces saillies, qui prennent le nom des cames, sont fréquemment employées dans les machines lorsque le mouvement alternatif doit être séparé par des intervalles de repos, et que des conditions spéciales de l’emploi des machines contraignent à ne pas tenir compte des chocs qui se produisent dans un pareil système, toujours défectueux sous ce rapport.

Ces systèmes sont surtout employés pour produire plusieurs oscillations du mouvement alternatif pour un tour du mouvement circulaire continu, et on trace en général les courbes des cames de manière à ce que les deux mouvements soient dans un rapport de vitesse constant pendant la durée du contact.

MOUVEMENT CIRCULAIRE ALTERNATIF

341. La fig. 296 montre la disposition de cames servant à mettre en mouvement un marteau emmanché à l’extrémité d’un levier. Ces cames doivent être suffisamment espacées , pour que le levier sur lequel elles agissent ait pu reprendre sa première position par l'action de la pesanteur ou d’un ressort, quand l’action d’une came vient à succéder à celle de la précédente ; action qui ne peut avoir lieu sans un choc résultant de la rencontre du levier en repos par la came en mouvement.

La courbe des cames s’obtient de la même manière que s’il s’agissait d’un engrenage à flancs ; l’extrémité du levier pouvant être considéré comme un rayon de cercle, et sa forme étant plane, correspond au flanc d’un engrenage épicycloidal ; le profil des cames est donc fourni par l’épicycloîde décrite par la circonférence primitive, ayant pour diamètre le rayon de la circonférence primitive dont le centre est sur l’axe du levier. Mais comme on n’a en général aucune raison pour tenir à ce que le mouvement ascendant du marteau soit

Fig. 296.

uniforme, le tracé exact de cette courbe est de peu d’importance dans la pratique. On termine la came au point par lequel elle doit toucher le levier dans sa position la plus élevée, le levier doit lai— même se terminer en ce point.

On détermine le nombre de cames d’après la vitesse que doit avoir la roue et le nombre de coups que l’on veut frapper par minute.

Quelquefois la came saisit le marteau par la partie moyenne, quelquefois près de la tête.

342. Frottement. La came étant tracée en épicycloïde, l’angle 6 décrit par le levier est trop grand pour qu’on puisse lui appliquer , pour calculer le frottement , la formule que nous avons trouvée pour les engrenages en supposant cet angle très petit. M. Poncelet a montré que la formule qui donne l’effort moyen nécessaire pour vaincre le frottement, devient alors :

R-f R' RR'

a étant le pas des cames ; et que le travail consommé par le frottement pendant que la came parcourt un arc R' 6 est :

343. Pour éviter le choc, si nuisible dans les machines, il faut, toutes les fois que cela est possible, remplacer les cames par un excentrique continu , après avoir préalablement transformé, s’il est nécessaire, le mouvement circulaire continu en un autre, tel qu’une rotation dure le même temps qu’une oscillation du levier. La courbe ne doit alors jamais abandonner le corps à lui-même, pour ne pas le rencontrer au repos lorsqu’elle marche elle-même avec une certaine vitesse. Telle serait pour le cas d’un marteau, l’excentrique tracé

Fig. 297.

comme celui que représente la fig 297, c’est-à-dire tel qu’au point le

plus bas de la course du marteau il fût à très peu près tangent à une droite, menée par le centre du mouvement du marteau tangentiellement au cylindre qui est monté sur l’axe de rotation.

MOUVEMENT RECTILIGNE ALTERNATIF

844. Les cames servent a produire un mouvement rectiligne intermittent en agissant soit sur des chevilles ou mentonnets, soit sur des entailles pratiquées dans les tiges guidées verticalement.

Tel est le cas des pilons.

Le tracé pour une élévation uniforme, est évidemment le même que celui d’une crémaillère, avec la condition que les dents en forme de développantes soient assez espacées pour que le pilon ait la liberté de retomber après chaque soulèvement. Le profil de ces dents (figure 295) sera donc formé d’une développante de cercle.

345. Frottement. Le frottement sur la came, ou mieux l’effort moyen nécessaire pour vaincre le frottement pendant que la tige parti

courra le chemin a, sera /Q — , R étant le rayon du cercle tan-

gent à la droite parcourue par le point de contact, si toutefois la course est assez courte pour qu’on puisse appliquer à ce cas la formule trouvée pour évaluer le frottement de la crémaillère.

346. Les cames agissant contre les pilons au repos, et contre des mentonnets éloignés de l’axe des cylindres, constituent un appareil défectueux; car, outre le frottement dont nous avons parlé, il se produit un choc lors de la rencontre de la came et du pilon , enfin l’éloignement du raentonnet de l’axe de la tige fait naître une action de déversement et par suite un frottement contre une des moises Inférieures et une des moises supérieures qui la maintiennent.

Nous renvoyons au cours de M. Poncelet pour l’évaluation de ces résistances ; nous dirons seulement comment on a cherché à les diminuer.

Dans la pratique, une môme roue met en général en mouvement plusieurs pilons placés les uns à côté des autres, ou, pour mieux

Fig. 298.

dire, on remplace la roue par un cylindre d’une certaine longueur, sur lequel sont espacées les cames , disposées suivant une hélice si les pilons sont également distants et doivent être soulevés à intervalles égaux par le mouvement uniforme du cylindre. C’est ce qu’on appelle une batterie de pilons.

347. Pour diminuer le frottement on peut, comme dans le cas précédent, remplacer la came par un excentrique assemblé à un cercle extrêmement voisin de l’extrémité du mentonnet au point le plus bas de la course du pilon (si la position de ce point n'est pas variable) et tangent à l’origine à cette circonférence (fig. 299).

348. Quant à l’action de la came sur l’extrémité du mentonnet, tendant à déverser la tige du pilon et à faire naître des frottements considérables sur les guides qui la maintiennent , on l’évite quelquefois en pratiquant dans la tige du pilon (lig. 300) une ouverture pour le passage de la came qui peut alors agir dans l’axe même du pilon.

Un rouleau placé à la partie supérieure de l’entaille diminue beaucoup le frottement, au moins jusqu’à ce que l’usure empêche ce rouleau de tourner.

Quand on ne peut affaiblir ainsi le pilon, on peut lui adapter un anneau portant deux saillies dont la direction commune passe par ’axe, et que rencontrent deux cames semblables entre elles agissant simultanément.