Dynamic analysis of a cam mechanism with bearing clearances

• Published in: Mechanism and machine theory Vol. 22; no. 4; pp. 303 - 314
• Main Authors: Osman, M.O.M, Bahgat, B.M, Osman, Mohsen
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Oxford Elsevier Ltd 1987; New York, NY Elsevier
• Subjects: Applied sciences; cams; Drives; dynamics; Exact sciences and technology; Linkage mechanisms, cams; Mechanical engineering. Machine design; mechanisms; Bearing(mechanics); Mechanical control; Mechanical clearance; Dynamics; Cam; Calculating method
• ISSN: 0094-114X; 1873-3999
• DOI: 10.1016/0094-114X(87)90019-X

The paper develops a procedure for the dynamic analysis of a cam mechanism with bearing clearances. The analysis mainly relies on determining the clearance angles and their first and second derivatives. The governing equations of each clearance angle are developed on the condition that the variations in displacements and velocities due to the clearance effect are very small and can be ignored. Also, the equations of these clearance angles are developed such that the common normal at the point of contact at each clearance connection coincides with the direction as the clearance eccentricity vector which has the same direction of the normal reaction force at the point of contact. A straight-sided cam operating a roller follower is considered to illustrate the procedure. The results indicated in this paper represent an upper bound of the bearing forces due to the existence of bearing clearance. Dans la présente étude est eposée une méthode d'analyse de la dynamique d'un mécanisme à came dans lequel les coussinets comportent des jeux. Cette méthode est principalement fondée sur la recherche des angles des “vecteurs de jeu” et de leurs dérivées premières et secondes. Deux conditions président à l'établissement des équations exprimant ces angles, à savoir 1° que l'effet des jeux sur les déplacements et vitesses des éléments du mécanisme est assez faible pour être négligeable; 2° qu'en chaque articulation, la normale au point de contact des éléments du joint coïncide avec le vecteur-force représentant la réaction de contact, et avec le “vecteur de jeu”. Pour illustrer cette méthode, on étudie le cas d'une mécanisme composé d'une came à flanc droit et d'un galet à rouleau. À noter que les résultats présentés correspondent à la limite supérieure des réactions s'exerçant sur les coussinets en présence de jeu.