Deslocamento do Seguidor (Parabólico)
Calcula o deslocamento do seguidor de um came com movimento parabólico, na primeira metade da subida, s = 2·h·(θ/β)², a partir da elevação total h (mm), do ângulo de came θ (rad, posição atual) e do ângulo de subida β (rad). No movimento parabólico (de aceleração constante), a primeira METADE da subida tem o seguidor acelerando uniformemente, e seu deslocamento cresce com o QUADRADO do ângulo — daí o nome 'parabólico' (a curva s × θ é uma parábola). A fórmula s = 2h(θ/β)² vale para θ entre 0 e β/2 (a metade da subida); na segunda metade, o seguidor desacelera e a curva é uma parábola invertida que completa a elevação suavemente até h. Esse movimento é o análogo, no came, de um corpo em queda livre (aceleração constante): assim como a distância percorrida cresce com o quadrado do tempo, aqui o deslocamento cresce com o quadrado do ângulo. A construção parabólica produz a menor aceleração máxima entre as leis simples, mas com jerk infinito nas junções (início, meio e fim), o que limita seu uso em alta velocidade. Este cálculo dá a posição do seguidor em qualquer ponto da primeira metade, útil para traçar o perfil do came e para análise cinemática. Informe a elevação, o ângulo atual e o ângulo de subida.
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Deslocamento do seguidor (parabólico)
O deslocamento do seguidor de um came com movimento parabólico, na primeira metade da subida, é s = 2·h·(θ/β)², a partir da elevação total h, do ângulo de came θ (posição atual) e do ângulo de subida β. No movimento parabólico (de aceleração constante), a primeira metade da subida tem o seguidor acelerando uniformemente, e seu deslocamento cresce com o quadrado do ângulo — daí o nome 'parabólico' (a curva s × θ é uma parábola). A fórmula s = 2h(θ/β)² vale para θ entre 0 e β/2 (a metade da subida); na segunda metade, o seguidor desacelera e a curva é uma parábola invertida que completa a elevação suavemente até h. Esse movimento é o análogo, no came, de um corpo em queda livre (aceleração constante): assim como a distância percorrida cresce com o quadrado do tempo, aqui o deslocamento cresce com o quadrado do ângulo. A construção parabólica produz a menor aceleração máxima entre as leis simples, mas com jerk infinito nas junções (início, meio e fim), o que limita seu uso em alta velocidade. Este cálculo dá a posição do seguidor em qualquer ponto da primeira metade, útil para traçar o perfil do came e para análise cinemática. Informe a elevação, o ângulo atual e o ângulo de subida.
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Aceleração Máxima (Came Parabólico)
Calcula a aceleração (constante) máxima do seguidor de um came com movimento parabólico (aceleração constante), a_max = (4·h·ω²) ÷ β², a partir da elevação total h (mm), da velocidade angular do came ω (rad/s) e do ângulo de subida β (rad). O movimento parabólico, ou de aceleração constante, é a lei de movimento que produz a MENOR aceleração máxima possível para uma dada elevação e tempo — por isso minimiza as forças de inércia de pico. Ele consiste em duas metades: na primeira, o seguidor acelera com aceleração CONSTANTE (deslocamento parabólico crescente); na segunda, desacelera com a mesma aceleração constante (negativa), parando no topo. O nome 'parabólico' vem do diagrama de deslocamento, que é formado por duas parábolas. A grande vantagem é a baixa aceleração máxima; a desvantagem é que a aceleração SALTA bruscamente — de +a_max para −a_max no meio, e de zero para ±a_max nas extremidades — gerando JERK (sobreaceleração) infinito nesses pontos, o que causa choques, ruído e vibração. Por isso, na prática, o parabólico puro é pouco usado em alta velocidade (apesar da baixa aceleração de pico), e prefere-se o cicloidal ou perfis modificados que suavizam essas transições. O parabólico é didático e útil quando a aceleração de pico é o fator limitante e as velocidades são moderadas. Informe a elevação, a velocidade angular e o ângulo de subida.
Deslocamento do Seguidor (MHS)
Calcula o deslocamento do seguidor de um came com movimento harmônico simples (MHS), s = (h/2)·(1 − cos(π·θ/β)), a partir da elevação total h (mm), do ângulo de came θ (rad, posição atual) e do ângulo de came para a subida β (rad, duração da rampa). O came é um elemento mecânico com perfil especial que, ao girar, impõe um movimento programado a um SEGUIDOR que desliza ou pivota apoiado nele — é o coração de comandos de válvulas de motores, máquinas automáticas, têxteis, gráficas e de embalagem. O movimento harmônico simples é uma das leis de movimento clássicas do seguidor: o deslocamento segue uma cossenoide, partindo suave do repouso, acelerando até a meia-altura e desacelerando suavemente até o repouso no topo. Ele tem velocidade e aceleração contínuas (sem saltos), mas a aceleração tem descontinuidade nas extremidades (início e fim), gerando um pequeno choque — por isso o MHS é adequado para velocidades moderadas. O diagrama de deslocamento do seguidor (s × θ) é o ponto de partida do projeto do perfil do came: dele se derivam a velocidade, a aceleração e o jerk, que determinam as forças, as vibrações e a precisão do mecanismo. Informe a elevação, o ângulo atual e o ângulo de subida.
Aceleração Máxima do Seguidor (MHS)
Calcula a aceleração máxima do seguidor de um came com movimento harmônico simples, a_max = (π²·h·ω²) ÷ (2·β²), a partir da elevação total h (mm), da velocidade angular do came ω (rad/s) e do ângulo de subida β (rad). A aceleração do seguidor é talvez o parâmetro MAIS importante no projeto de cames de alta velocidade, porque é ela que gera as FORÇAS DE INÉRCIA (F = m·a): quanto maior a aceleração, maior a força que o came precisa aplicar ao seguidor (e que volta como reação sobre o came e os mancais), maior a tendência a vibração e ao 'salto' do seguidor (jump), e maiores as tensões de contato. No MHS, a aceleração máxima ocorre nas EXTREMIDADES (início e fim da subida), e — crucialmente — ela tem uma DESCONTINUIDADE nesses pontos (salta de zero para o valor máximo instantaneamente), o que provoca um choque e excita vibrações. Por isso, para altíssimas velocidades, prefere-se o movimento CICLOIDAL (cuja aceleração é contínua, começando e terminando em zero), apesar de o cicloidal ter aceleração máxima um pouco maior. A aceleração cresce com o QUADRADO da rotação ω — por isso dobrar a rotação quadruplica as forças de inércia, e cames de motores de alta rotação são um desafio de projeto. Informe a elevação, a velocidade angular e o ângulo de subida.
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