09 Cames

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ENG-003316 - MECANISMOS
CAMES
Um mecanismo do tipo came, ou came-seguidor, consiste de dois compo-
nentes:
• Came: é uma peça com perfil curvo, cuja movimentação transmite 
movimento a um seguidor, através de contato direto ou de um rolete;
• Seguidor: peça de movimento reciprocante ou oscilante, que recebe 
o movimento da came.
Existem vários tipos de came e seguidor, estando os principais representa-
dos abaixo:
Este trabalho está licenciado sob uma Licença Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamento pela mesma 
Licença 3.0 Unported. Para ver uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/deed.pt
Autor: Helton Scheer de Moraes; Fontes: ISBN 0-19-515598-X, ISBN 0-07-247046-1 e ISBN 0-07-026910-6
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O principal uso da came é a transformação de movimento rotativo contí-
nuo em movimento alternativo controlado, segundo algum programa, que 
consiste no padrão de movimento desejado. Exemplos de programas são:
• Parada única – o seguidor deve ficar completamente parado durante 
parte do ciclo. Exemplo: em uma máquina que faz uma estampa tér-
mica sobre uma peça, o estampo (que é guiado pelo seguidor) deve 
permanecer parado em contato com a peça durante um intervalo de 
tempo.
• Parada dupla – o seguidor deve ficar completamente parado durante 
dois intervalos distintos de tempo. Exemplo: em uma máquina que 
enche caixas de leite, a caixa vazia é posta no mecanismo durante 
uma das paradas, em seguida é posicionada até a outra posição 
(outra parada) onde recebe o volume correto de leite, e em seguida 
a caixa é lacrada e volta à linha de montagem.
• Avanço constante – o seguidor deve movimentar-se com uma veloci-
dade constante, para realizar algum trabalho, por exemplo, em um 
mecanismo de retorno rápido.
Os programas de cames em geral são projetados com o auxílio de um grá-
fico, onde o perfil radial da came é desenvolvido em um diagrama de des-
locamento, conforme figura abaixo:
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Caso a came venha a ser utilizada para aplicações de baixa potência e 
baixa velocidade, é recomendável apenas que a tangência dos diversos 
segmentos do diagrama de deslocamentos seja compatibilizada, de modo 
a não haver picos de aceleração durante as mudanças de velocidade do 
seguidor. Entretanto, caso a came opere em velocidades mais altas, ou-
tros cuidados devem ser tomados. Observe a figura abaixo:
Nesta figura, chamada de diagrama S-V-A-J (deslocamento-velocidade-
aceleração-”solavanco”), podemos ver algumas diferenças sutis entre dife-
rentes perfis de deslocamento: cicloidal, senoidal modificado, trapezoidal 
modificado, e harmônico simples. Repare que, nos gráficos de desloca-
mento (primeira linha, s), os segmentos 1, 3, 5 e 7 correspondem às tran-
sições entre as posições de parada inferior (4 e 8), e as posições de para-
da superior (2 e 6). Esses segmentos de transição são aparentemente 
iguais: consistem em uma curva com formato de “S”, e os pontos iniciais e 
finais se “ajustam” aos segmentos horizontais com os quais se comuni-
cam.
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A consequência disso é que, nos gráficos de velocidade, uma importante 
propriedade é obtida: nas transições entre as paradas superior e inferior, a 
velocidade do seguidor varia suavemente. Se não fosse assim, e o gráfico 
de deslocamentos apresentasse ângulos, a velocidade do seguidor partiria 
subitamente de zero até determinado valor, provocando um pico de acele-
ração. Como o seguidor possui massa, uma aceleração muito grande sig-
nifica também uma força muito grande, o que poderia provocar desgaste 
ou falha dos materiais e componentes. Isso pode ser observado no seg-
mento 7 da figura anterior: no movimento harmônico simples (senoidal), a 
aceleração varia subitamente de zero até um determinado valor finito, pro-
vocando um solavanco ou “jerk”.
O conceito de jerk
A palavra jerk, do inglês, significa solavanco, choque, pulso ou impacto, e 
se refere à taxa de variação da aceleração, ou igualmente à taxa de varia-
ção de força. Por exemplo, se for necessário frear um carro e frearmos su-
bitamente (estilo pé no fundo), sofreremos um solavanco para a frente de-
vido à rápida variação da “força de inércia”. Já se frearmos aos poucos 
(mesmo que seja atingida uma desaceleração intensa) o desconforto e o 
“solavanco” será bem menor. Alguns materiais e em especial a maioria 
das estruturas são sensíveis à velocidade de carregamento e às vibrações 
provocadas pelos pulsos de força, de modo que é muito aconselhável, nos 
casos de cames de alta velocidade evitar valores elevados de jerk.
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Vejamos alguns outros exemplos de gráficos SVAJ para transições entre 
segmentos de parada dupla:
Num primeiro momento (ao contrário do que indica o desenho), o movi-
mento harmônico (senoidal) é a maneira mais simples de obter derivadas 
contínuas para a função deslocamento, já que é só ir derivando que a fun-
ção continua sempre a mesma. Isso é perfeitamente válido para cames 
que não tenham momentos de parada, ou seja, trabalhem em oscilação 
pura. Conforme a figura mostra, a aceleração do deslocamento harmônico 
simples é diferente de zero nos extremos do intervalo, gerando picos de 
jerk nesses pontos.
A solução seguinte, seguindo a lógica de minimizar picos de aceleração, é 
partir de uma curva de aceleração cujos extremos sejam zero, como é o 
caso do movimento cicloidal. Nesse caso, a aceleração é que apresenta 
um perfil senóide, e o jerk já não apresenta mais picos infinitos nos extre-
mos do movimento.
Caso seja necessário ter um jerk contínuo, pode-se usar, para essa fun-
ção, uma curva polinomial com quatro raízes, conforme mostra o diagrama 
mais à direita na figura. A sucessiva integração para obter aceleração, ve-
locidade e deslocamento gera uma curva polinomial do sétimo grau.
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