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  • 캠의 특징 및 분류

캠의 특징 및 분류

캠이란?

  • 한쪽의 기계요소와 직접 접촉에 의해 지정된 시간, 목적된 운동을 기계적으로 설계된 운동방식으로 소기의 운동을 전달하는 기계요소입니다. 캠 기구(Cam Mechanism)는 원동절에 직선운동이나 회전운동을 주어 피동절에 왕복직선운동 또는 왕복각운동을 주기적으로 일으키는 기구로서 그 운동은 기본적으로 미끄럼 접촉을 하며 또한 그 구조가 간단하면서도 복잡한 운동을 얻을 수 있으므로 자동기계 등에 널리 사용 됩니다. 캠은 회전운동에서 왕복운동으로 변화시키는 도구로 볼 수 있습니다. 널리 알려진 예는 자동차의 캠축으로, 엔진의 회전 운동을 실린더의 흡/배기 밸브 작동에 필요한 왕복운동으로 변환합니다. 순/역방향 운동이나 원형운동을 왕복운동으로 변화시키는 것은 크랭크에 의해서 움직일 수 있습니다. 휠의 동작에 필요한 회전운동을 전환시키고, 피스톤의 왕복운동을 취하는 자동차의 크랭크축은 그 예입니다. 캠은 또한 저장된 정보와 도구전송 정보를 볼 수 있게 합니다. 스크류 머신의 다양한 도구와 척의 움직임, 또는 뮤직 박스의 노트를 지시하는 ‘CAM-DRUM’은 그 예입니다. 캠에 의해 전송되고 저장된 정보는 ‘어떤 행동이 일어나고, 언제쯤 일어날까?’ 라는 질문의 답이 될 수 있습니다. (이 주제를 설명하기에는, 비록 뮤직 박스 캠이 더 나은 예 일지라도, 자동차 캠 샤프트에도 본질적으로 이 물음에 답할 수 있습니다) 어떤 캠은 축에 대해 회전하는 캠으로 만들어진 롤러 follower의 변화가 반영되는 변위 다이어그램에 의해서 특별할 수 있습니다. 이 다이어그램은 반경변위의 그 위치에서 각도 위치와 관련됩니다. 몇 가지 주요 용어는 플레이트 캠의 구조와 연관성이 있습니다. 변위 다이어그램은 전통적으로 음수가 아닌 값을 그래프로 표시합니다.
  • 캠의 분류

    평면캠

  • 평면캠은 원동절과 피동절의 접촉점의 궤적이 평면곡선을 그리며 일종의 비구속 캠으로 속도가 빨라지면 캠팔로우가 이탈(Jump)하는 단점이 있습니다. 평면캠의 종류로는 원판캠, 선형캠, 접선캠, 정면캠, 삼각캠, 반대캠, 공역캠 등이 있습니다.
    원판캠은 회전 시 회전 중심으로부터의 반지름 거리가 변하도록, 원판의 중심에서 벗어난 점을 회전중심으로 공정한 캠입니다. 선형캠은 캠이 직선운동을 하면 종동절이 상하방향으로 움직입니다. 접선캠은 몇 개의 원호와 원호들을 외접원으로 연결한 윤곽곡선을 갖습니다. 원호원판 캠이라고도 하며, 이에 접하는 직선으로 구성된 캠입니다. 정면캠은 평판에 판캠의 윤곽곡선에 해당하는 홈을 판 것으로 캠이 회전할 때 종동절은 상하운동을 합니다. 삼각캠은 정삼각형의 꼭지점을 중심으로 하고 그 한 변을 반지름으로 하여 그린 원호로써 형성되기 때문에 어디서 측정을 하여도 폭이 같습니다.
    반대캠은 링크2가 회전하거나 요동하면 캠을 고정하고 있는 축이 직선운동을 합니다. 공역캠은 2개의 캠을 2개의 롤러 사이에 끼우도 록 하는 캠으로 한쪽의 캠이 종절을 밀고 있을 때, 다른 쪽의 캠은 종절에 의해서 배후로부터 밀리고 있는 상태의 관계가 있습니다.
  • 입체캠

  • 입체캠이란 3차원 캠이라고도 하며 원동절과 피동절의 접촉점의 궤적이 공간곡선을 그리며, 평면캠에 비해서 공간에 차지하는 용적을 작게 할 수 있고 자동기계에 많이 쓰입니다. 입체캠의 종류로는 원통캠, 원추캠, 구면캠, 단면캠, 사판캠, 구형캠 등이 있습니다.
    원통캠은 기계의 구조상 캠의 회전축을 종동절과 평행하게 하고자 할 때 사용되는 캠으로 원통위에 안내 홈으로써 캠의 형상을 형성하며 공작기계에 주로 사용됩니다. 원추캠은 원추 표면에 안내 홈을 가공한 캠으로 종동절이 일정한 각도를 유지하면서 좌우 왕복운동 하도록 하고자 할 때 사용됩니다.
    구면캠은 구의 표면에 안내 홈을 가공한 캠으로, 종동절에 좌우 요동운동을 일으킵니다. 단면캠은 원통의 단면에 특수한 형상을 만들어 회전시키면 종동절은 상하운동을 합니다. 경사판캠은 단면 캠과 같은 운동을 합니다. 캠 자체의 중량을 줄일 목적으로 원판을 회전축에 경사지게 설치한 것입니다. 구형캠은 구면에 홈을 파서 만든 것으로 피동절은 상하운동 없이 왕복 선회운동을 합니다.