Système à came et tige-poussoir
Définition :
Le système de came et tige-poussoir (aussi appelée tige guidée) permet de transformer le mouvement de rotation de la came en un mouvement de translation alternatif (de va-et-vient) de la tige-poussoir.
On appelle «came» une roue qui a la forme d'un œuf. La came peut aussi être un disque de forme irrégulière ou un disque dont le pivot est décentré. Dans ce cas, on parle d'«excentrique». On appelle «tige-poussoir» ou «tige guidée» la tige qui est appuyée sur la came. Lorsque la came tourne, la tige-poussoir effectue un mouvement de translation alternatif (mouvement de va-et-vient rectiligne). |  Système came et tige-poussoir |
Attention : Réversibilité
Le contact de la tige sur la came ne peut être maintenu que grâce à une force de rappel souvent obtenue à l'aide d'un ressort. Une traction sur la tige ne peut donc pas entraîner la came. Ce système est irréversible.
Exemple : Le moteur thermique
Dans un moteur à explosion, les soupapes d'admission et l'échappement des gaz sont synchronisées grâce à un système de cames. |  Cames et soupapes |
Complément : Avantages et inconvénients
Avantages :
On peut configurer la came de façon à faire varier le déplacement de la tige d'un mouvement de translation à un autre.
Ce système permet une réduction considérable de la vitesse.
Il permet des ajustements précis.
Inconvénients :
Les pièces s'usent rapidement et elle nécessite un besoin constant de lubrification.
Le risque de vibrations importantes est présent si la came tourne à grande vitesse.
Fondamental : Modélisation
 Came à profil spécifique | La came a la particularité d'avoir un rayon variable. La loi cinématique d'entrée/sortie dépend donc de la forme de la came. En fait, la forme de la came doit être déterminée en fonction de la loi d'entrée/sortie souhaitée. |
Un système came-tige peut être représenté par le schéma ci-contre :
Paramètres :
|  Flux du système came-tige |
Grandeurs de flux :
Le mouvement de la tige est périodique. Il dépend de la forme de la came.
On fait l'hypothèse que le mouvement de rotation se fait à vitesse angulaire constante.
Pour connaître la vitesse de la tige, il faut dériver la course de la tige par rapport au temps.
Dans l'exemple suivant la came est de forme elliptique.
Grandeurs d'effort :
La tige est généralement rappelée par un ressort. La force exercée par le ressort est de la forme : F = F0 + k . L
F0 : précontrainte
k : raideur du ressort
L : longueur de déplacement de la tige
La puissance en entrée est égale à la puissance en sortie au rendement près :
Ce système est complexe en raison de la variabilité de la forme de la came. Il est préférable de déterminer le couple de manière expérimentale.
