درسنامه آموزشی دانش فنی پایه مکاترونیک کلاس دهم مکاترونیک

طبقه‌بندی مواد

مواد را می‌توان به‌صورت‌های مختلف طبقه‌بندی کرد. یکی از این طبقه‌بندی‌ها بر اساس خواص الکتریکی مواد می‌باشد که به سه دسته رساناها، نیمه‌رساناها و عایق‌ها دسته‌بندی می‌شوند. در طبقه‌بندی دیگر مواد مورد استفاده در مهندسی به‌صورت فلزات، سرامیک‌ها، پلیمرها و کامپوزیت‌ها تقسیم‌بندی می‌شود که این تقسیم‌بندی از سایر انواع تقسیم‌بندی‌ها جامع‌تر است.

فلزات

آهن، آلومینیم، مس، نیکل، فولاد و برنج از جمله فلزات و آلیاژهای متداول در صنعت هستند. آلیاژ، ماده‌ای است با خواص فلزی و تشکیل شده از دو یا چند عنصر شیمیایی که حداقل یکی از آن‌ها فلز است. فولاد و برنج از جمله آلیاژهای مورد استفاده در صنعت هستند زیرا فلزات در صنعت به ندرت به‌صورت خالص استفاده می‌شوند و برای بهبود خواص آن‌ها، معمولاً عناصر فلزی را با یکدیگر و یا با عناصر غیرفلزی آلیاژسازی می‌کنند. فلزات دارای خواص الکتریکی، حرارتی و مکانیکی بسیار خوبی هستند. پس از انقلاب اسلامی با تکیه بر توان داخلی و تعهد متخصصین جوان، ظرفیت سالانه تولید انواع فولاد از 360 هزارتن به حدود 22 میلیون تن رسیده است. این میزان از تولید و پیشرفت کشور در شرایط تحریم‌های شدید علمی، اقتصادی و فنی با اتکا به توانایی داخلی، مشارکت نیروی انسانی جوان و مستعد و استفاده از ظرفیت شرکت‌های دانش‌بنیان میسر گردیده است.

سرامیک‌ها

سرامیک‌ها، از ترکیب شیمیایی فلزات با تعدادی از عناصر غیرفلزی تشکیل می‌شوند. موادی مانند اکسیدها $(A{I_2}{O_3})$ نیتریدها و کاربیدها (Sic) از سرامیک‌های مرسوم هستند. سرامیک‌ها کاربردهای فراوانی در زندگی‌ما دارند. به‌عنوان مثال می‌توان به سفال، چینی، شیشه و سیمان اشاره کرد. شکنندگی و سختی زیاد و عایق بودن حرارتی و الکتریکی از خواص سرامیک‌هاست. همچنین سرامیک‌ها در برابر حرارت‌های بسیار زیاد و محیط‌های به‌شدت خورنده، مقاومت زیادی دارند. سرامیک‌ها می‌توانند شفاف یا مات باشند و تعدادی از آن‌ها‌ هم دارای خواص مغناطیسی هستند.

پلیمرها

پلیمرها از زنجیرهای بلند کربنی (منومر) در کنار یکدیگر به وجود می‌آیند. این مواد شامل گروه اصلی پلاستیک‌ها و لاستیک‌ها هستند. تعداد زیادی از پلیمرها دارای پایه آلی هستند، مانند لاستیک که از صمغ نوعی درخت خاص تهیه می‌شود. از پلیمرهای بسیار رایج می‌توان به پلی‌اتیلن PE، نایلون و پلی‌وینیل کلراید (PVC) اشاره کرد. چگالی کم، مقاومت در مقابل خوردگی و پایداری شیمیایی از جمله خواص پلیمرها به‌شمار می‌آیند. بیشتر این مواد دارای چگالی کمی هستند و خواص منحصر به فردی دارند. از جمله این خواص، نسبت استحکام به وزن آن‌هاست که باعث می‌شود در شرایط یکسان این نسبت در آن‌ها بسیار بهتر از فلزات و حتی سرامیک‌ها باشد. پلیمرها به ‌راحتی به اشکال پیچیده‌تر در می‌آیند، زیرا در دمای زیاد، خاصیت جاری شدن این مواد به شدت افزایش می‌یابد و امکان قالب‌گیری آن‌ها را در فرم‌های مختلف فراهم می‌سازد. بیشتر این مواد در محیط‌های خورنده بی‌اثر هستند و خواص‌شیمیایی خود را به‌خوبی حفظ می‌کنند، ولی مقاومت حرارتی آن‌ها کم است و همین امر استفاده از آن‌ها را محدود می‌سازد. به‌علت عایق بودن پلیمرها در برابر جریان الکتریسیته، از آن‌ها برای جلوگیری از عبور جریان برق در تجهیزات گوناگون استفاده می‌شود.

کامپوزیت‌ها

در کاربردهای مهندسی، امکان استفاده از یک نوع ماده که همهٔ خواص مورد نظر را فراهم کند، وجود ندارد. به‌ عنوان مثال، در صنایع هوافضا، به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک بوده و مقاومت به خوردگی و سایش بالا داشته باشد. کامپوزیت‌ها، موادی چند جزئی هستند که خواص آن در مجموع از هر کدام از اجزاء بهتر است؛ ضمن این که اجزای مختلف، خواص خود را نیز حفظ می‌کنند و کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند.

معمولاً کامپوزیت‌ها از یک جزء زمینه و یک جزء تقویت‌کننده تشکیل شده‌اند. کامپوزیت‌ها به سه دسته کامپوزیت‌های زمینه فلزی، سرامیکی و پلیمری تقسیم‌بندی می‌شوند. یکی از مرسوم‌ترین و پرکاربردترین کامپوزیت‌ها، فایبرگلاس است.

فایبرگلاس یک کامپوزیت با زمینه پلیمری است که توسط الیاف شیشه تقویت شده است. الیاف شیشه، استحکام زمینه پلیمری را افزایش می‌دهند. این کامپوزیت، انعطاف‌پذیری خوبی در طراحی قطعات دارد. از خواص دیگر آن نسبت استحکام به وزن بالای آن و مقاومت به خوردگی خوب آن است. انواع پروفیل‌های ساختمانی، انواع کانال مخصوص عبور سیم و لوله از کاربردهای فایبرگلاس است. در کامپوزیت‌های الیاف کربن، الیاف کربن به‌دلیل داشتن خواص مکانیکی برجسته مانند استحکام و چقرمگی بالا، سبکی و مقاومت به خوردگی به عنوان تقویت‌کننده در ساخت کامپوزیت‌ها به‌کار می‌رود. کامپوزیت‌های الیاف کربن در صنعت ساختمان برای کاهش وزن سازه‌ها، لوازم ورزشی، صنعت خودرو، هواپیما و قطارها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

خواص مکانیکی

در علم مهندسی، قطعات طوری طراحی می‌شوند که بتوانند نیروهای مختلفی را تحمل کنند. اعمال نیرو و میزان آن تا جایی ادامه می‌یابد که قطعه یا جزء مورد نظر به تغییر شکل دائم و یا شکست نرسد. رابطه میان نیرو و تغییر شکل را بیشتر توسط خواص مکانیکی مواد می‌سنجند. یکی از مهم‌ترین مفاهیمی که در شناخت خواص مکانیکی مواد اهمیت دارد، تنش نامیده می‌شود. مفاهیم تنش و فشار در رابطه تنگاتنگی با یکدیگر قرار دارند. در حقیقت تنش، از تقسیم مقدار نیرو بر واحد سطح به‌دست می‌آید. واحد تنش نیوتن بر متر مربع است که با پاسکال (Pa) نشان داده می‌شود.

تنشی که باعث می‌شود تا جسم کشیده شود، تنش کششی، و تنشی که موجب کوتاه‌تر شدن طول جسم می‌شود را تنش فشاری می‌نامند.

اثر نیرو بر اجسام به‌صورت تغییر شکل آن‌ها قابل مشاهده است. برای مثال یک کش پلاستیکی با کشیده شدن، دچار افزایش طول می‌شود. در حقیقت تمام مواد جامد موجود در طبیعت در اثر اعمال نیرو دچار تغییر طول‌های کوچک یا بزرگ می‌شوند. البته این تغییر شکل در بسیاری از آن‌ها غیرقابل مشاهده است. میزان تغییر ابعاد را تغییر شکل یا به اصطلاح کرنش می‌نامند. در یک ماده مشخص به ازای هر کرنش یک تنش وجود دارد. در حقیقت، کرنش اندازه تغییر شکل حاصل از اثر نیرو را به ما نشان می‌دهد.

استحکام (Strength)

استحکام عبارت است از میزان مقاومت یک جسم در برابر تغییر شکل، بدون آنکه دچار شکست شود. در این رابطه استحکام فشاری و کششی از مهم‌ترین مفاهیمی هستند که مورد بررسی قرار می‌گیرند. استحکام کششی به بیان میزان مقاومت یا توانایی جسم در تحمل نیروهای کششی، بدون آنکه گسستگی رخ دهد، گفته می‌شود. امکان افزایش استحکام کششی از طریق آلیاژسازی و عملیات حرارتی به‌وجود می‌آید. استحکام فشاری نیز به‌طور معکوس به میزان توانایی یک جسم در تحمل نیروهای فشاری، بدون آنکه شکسته شود، اطلاق می‌شود.

سختی (Hardness)

میزان مقاومت یک ماده در برابر نفوذ اجسام خارجی را سختی آن می‌نامند و هر چقدر سختی یک ماده بیشتر باشد، مقاومت به نفوذ آن نیز بیشتر خواهد بود. سختی رابطه مستقیمی با استحکام دارد، به‌طوری که هر چقدر سختی بیشتر شود، استحکام نیز افزایش خواهد یافت. از طرفی می‌توان انتظار داشت که ماده سخت به‌راحتی در مواد دیگری که دارای سختی کمتری از آن هستند، فرو رود. در میان مواد، الماس به دلیل داشتن پیوندهای کووالانسی قوی میان اتم‌های سازنده آن که همان کربن است، سخت‌ترین ماده است. سختی مواد را به روش‌های متفاوتی اندازه‌گیری می‌کنند. این روش‌ها عبارت‌اند از: روش برنیل، ویکرز و راکول. تفاوت این آزمون‌ها بیشتر در نوع و شکل فرو رونده دستگاه تست سختی‌سنج است.

شکل پذیری

توانایی یک ماده در تغییر شکل بدون شکسته‌شدن را شکل‌پذیری می‌گوییم. در حقیقت رابطه مستقیمی میان ازدیاد طول و شکل‌پذیری وجود دارد و هر ماده‌ای که بتواند در برابر نیروهای وارده افزایش طول بیشتری داشته باشد را ماده شکل‌پذیر (نرم) می‌گوییم. موادی را که در برابر تغییر شکل مقاومت ندارند و به سرعت می‌شکنند، ترد می‌نامیم. شیشه از بارزترین مثال‌های مواد ترد است. در تصادف میان دو خودرو بدنه آن‌ها خرد نمی‌شود، بلکه دچار تغییر شکل می‌شود، چرا که فلزات موادی شکل پذیرند. فولادها، تا یک‌پنجم طول خود قابلیت ازدیاد طول دارند و این در حالی است که چدن تنها یک درصد ازدیاد طول را تحمل می‌کند. ترموپلاستیک‌ها که خانواده‌ای از پلیمرها هستند، می‌توانند تا پنج‌برابر طول خود کشیده شوند، بنابراین مواد بسیار شکل‌پذیری به‌حساب می‌آیند. با توجه به جدول زیر می‌توان دریافت که چرا برای تولید قطعات ظریف که به استحکام چندانی نیاز ندارند، ترجیح می‌دهند از مس و آلیاژهای آن استفاده شود.

چقرمگی (Toughness)

ماده چقرمه به ماده‌ای گفته می‌شود که در برابر ایجاد ترک و گسترش آن مقاومت کند. مواد ترد مثل شیشه از چقرمگی بسیار پایینی برخوردار هستند. هرگاه در اثر ضربه یک ترک کوچک ایجاد شود این ترک به‌سرعت در تمام سطح آن گسترش می‌یابد. چقرمگی را می‌توان از طریق دیگری هم تعریف کرد و آن، توانایی ماده در جذب ضربه و مستهلک کردن آن در خود است. هر چقدر ماده، بیشتر بتواند بدون آنکه بشکند انرژی ضربه را درون خود مستهلک کند، آن ماده چقرمه‌تر خواهد بود. استفاده از پلیمر، کامپوزیت در سپر اتومبیل نیز به دلیل چقرمگی بالای آن‌ها نسبت به فلزات است، در نتیجه می‌تواند ضربه را در درون خود مستهلک سازد.

جلوه‌های آفرینش

در بدن انسان اسکلت و استخوان‌ها وظایف گوناگونی دارند که حفاظت از اندام‌هایی مانند مغز، قلب و شش‌ها از مهم‌ترین آن‌ها است. حرکت بدن انسان نیر بر پایه اسکلت و استخوان‌ها است. چون اسکلت تکیه‌گاه عضلات قرار می‌گیرد، شکل دادن به بدن انسان نیز از دیگر وظایف استخوان‌ها است. استخوان‌های ما 14 درصد از وزن کل بدنمان را تشکیل می‌دهند. بدن انسان در بدو تولد از 300 استخوان تشکیل شده است. تعداد استخوان‌ها به مرور کمتر و در بزرگ‌سالی به 206 عدد کاهش می‌یابد. یکی شدن چند استخوان با هم، علت کم‌شدن تعداد استخوان‌های بدن است. بیشترین تعداد استخوان‌های بدن در دستان ما قرار دارد. مچ دست به تنهایی 54 استخوان دارد. صورت 14 و پا 26 استخوان دارد. طولانی‌ترین استخوان بدن، استخوان ران پاست. این استخوان یک چهارم قد هر فرد را تشکیل می‌دهد. 

کوچک‌ترین استخوان بدن در گوش‌میانی قرار دارد و «استخوان رکابی» نامیده می‌شود و کمتر از سه میلی‌متر است. تنها استخوانی که هنگام تولد رشد کافی یافته و دیگر تغییر نمی‌کند، در گوش قرار دارد. اگرچه به‌نظر استخوان‌های بدن سفت و محکم هستند اما 75 درصد آن‌ها را آب تشکیل می‌دهد. هر کدام از استخوان‌ها شکل خاصی دارند و بارگذاری و اعمال نیرو بر روی آن‌ها متفاوت است. در هر نوع از بارگذاری بیش از حد بر روی استخوان شکل شکستن استخوان متفاوت است.

خواص فیزیکی

خواص فیزیکی مواد، به ساختمان اتمی آن‌ها بستگی دارد. نوع پیوند میان اتم‌ها و چگونگی قرارگیری آن‌ها در کنار یکدیگر از مواردی است که بر خاصیت مواد اثر مستقیم دارد. 

نقطه ذوب

نقطه ذوب، درجه حرارتی است که ماده جامد در آن درجه حرارت به حالت مایع تبدیل می‌شود. برای مثال این درجه حرارت برای یخ، دمای صفر درجه است و دمای ذوب آهن آن قدر بالا است که جهت ذوب آن نیاز به کوره می‌باشد. مواد و عناصر به‌صورت خالص دمای ذوب ثابتی دارند.

انبساط حرارتی

به‌جز تعدادی محدود، بیشتر مواد جامد با افزایش درجه حرارت، افزایش طول می‌دهند و با کاهش درجه حرارت (سرد شدن) طول آن‌ها کاهش می‌یابد. جامدات نه تنها از لحاظ طول، بلکه از لحاظ عرض و ضخامت نیز افزایش می‌یابند. هر ماده‌ای دارای ضریب انبساط خطی و حجمی مربوط به خود است که در بسیاری از کاربردهای مهندسی، این ضریب از اهمیت خاصی برخوردار است.

جرم مخصوص

جرم واحد حجم هر ماده را جرم مخصوص می‌گویند که برای هر ماده مقدار معین و ثابتی است که به نوع و ساختمان ماده بستگی دارد.

قابلیت هدایت الکتریکی و حرارتی

میزان سهولت در عبور حرارت یا جریان‌الکتریکی، از خصوصیات مهم مواد است. چنانچه ماده‌ای قابلیت عبور جریان‌الکتریکی از درون خود را نداشته باشد، آن را نارسانا و در صورتی که ماده‌ای دارای این قابلیت باشد، آن را رسانا می‌گویند. در حقیقت هر چقدر ماده‌ای رساناتر باشد، اتم‌های آن ماده در برابر عبور جریان الکتریکی مقاومت کمتری ایجاد می‌کنند. اثر مقاومت بیشتر اتم‌ها در برابر حرکت الکترون‌ها و جریان الکتریکی به‌صورت گرما در ماده نشان داده می‌شود (یعنی هر چقدر مقاومت در برابر عبور جریان بیشتر باشد، ماده گرم‌تر خواهد شد). درست به همین دلیل است که گرمکن‌های برقی با استفاده از چند مفتول فلزی گرمای زیادی تولید می‌کنند. هدایت‌الکتریکی و هدایت‌حرارتی، رابطه‌ای تنگاتنگ با یکدیگر دارند. در بیشتر موارد هر چقدر ضریب هدایت‌الکتریکی بیشتر باشد، ضریب هدایت‌حرارتی بیشتر است و ماده حرارت را راحت‌تر از خود عبور می‌دهد.

قابلیت هدایت حرارتی عبارت است از توانایی یک جسم در انتقال حرارت از نقطه‌ای به نقطه دیگر. حال هرچقدر این قابلیت بیشتر باشد، ماده با اتلاف‌انرژی کمتری حرارت را ازخود عبور می‌دهد و به‌جای دیگر می‌برد. برای مثال حتما تاکنون توجه کرده‌اید که یک قاشق فلزی در داخل ظرف فلزی غذایی که روی اجاق‌گاز قرار دارد، بسیار گرم‌تر از یک قاشق چوبی است، چرا که ضریب انتقال حرارت در فلزات بسیار بالاتر از چوب است، به‌طوری که بیشتر مواد پلیمری عایق‌حرارتی هستند و حرارت را از خود عبور نمی‌دهند.

خواص تکنولوژیکی مواد

قابلیت چکش‌خواری، جوشکاری و براده‌برداری مواد را خواص تکنولوژیکی می‌گویند.

قابلیت چکش خواری (Malleability)

توانمندی تغییر شکل مواد را به‌کمک نیروی فشاری و ضربه، قابلیت چکش‌خواری می‌نامند. به عنوان مثال فولاد، مس و برنج را می‌توان تحت‌تأثیر نیروی فشاری تغییر‌ شکل داد و عملیاتی مانند نورد، خم‌کاری و آهنگری را روی آن‌ها انجام داد.

قابلیت ریخته‌گری

این مفهوم رابطه تنگاتنگی با شکل‌پذیری دارد. برخی از مواد را می‌توان به خوبی توسط فرایند ریخته‌گری تولید کرد. این مواد به دلیل خاصیت سیّالیت خوبشان در حالت مذاب، مقاطع نازک را در قالب‌های ریخته‌گری به خوبی پر می‌کنند. از این جمله می‌توان به چدن و آلومینیم اشاره کرد.

قابلیت جوشکاری

موادی قابلیت جوشکاری دارند که بتوان آن‌ها را به کمک حرارت یا حرارت توأم با فشار، به‌صورت مذاب به یکدیگر متصل کرد. فولادها و بعضی فلزات غیرآهنی قابلیت جوشکاری دارند.

قابلیت براده‌برداری

موادی دارای قابلیت براده‌برداری هستند که بتوان آن‌ها را با سرعت زیاد و نیروی کم ماشین‌کاری (براده‌برداری) کرد و سطح آن‌ها پس از براده‌برداری، همچنان صاف و پرداخت شده باشد.

عملیات حرارتی

در بیشتر کاربردهای مهندسی لازم است که پس از انجام فرایندهای ماشین‌کاری، شکل‌دهی و یا جوشکاری، خاصیت ویژه‌ای در قطعه کار تقویت یا حذف شود. از عملیات حرارتی برای افزایش استحکام، سختی یا افزایش ضربه‌پذیری (چقرمگی) قطعات فلزی استفاده می‌شود. البته این تنها کاربرد عملیات حرارتی نیست، و بهبود خواص ماشین‌کاری و بهبود شکل‌پذیری قطعه در فرایندهای شکل‌دهی نیز از دیگر کاربردهای عملیات حرارتی است. نوع عملیات حرارتی که بر روی یک نوع فلز خاص صورت می‌پذیرد کاملاً به جنس آن فلز وابسته است و اساساً هر نوع عملیات حرارتی را نمی‌توان روی هر نوع فلز آلیاژی انجام داد. در میان فلزات و آلیاژها، خانواده فولادها قابلیت عملیات حرارتی زیادی را از خود نشان می‌دهند و می‌توان خواص مختلف را از طریق عملیات حرارتی در آن‌ها ایجاد کرد. یکی از مهم‌ترین دلایل کاربرد روزافزون فولادها در صنایع مختلف وجود همین خاصیت در آن‌هاست.

عملیات‌حرارتی عبارت است از مجموعه‌ای از گرم و سرد کردن برنامه‌ریزی شده قطعه، برای رسیدن به ترکیب و خواص مورد نظر. مراحل انجام عملیات حرارتی عموماً شامل 3 مرحله اساسی است. مرحله اول گرم‌کردن فولاد تا درجه حرارت مشخصی که بستگی به نوع عملیات حرارتی دارد. در این مرحله لازم است سرعت حرارت دادن بسته به نوع قطعه، کنترل شود. مرحله دوم قطعه در دما و زمان معینی در داخل کوره نگهداری می‌شود تا کاملاً همگن شود. مرحله سوم، بر اساس خواص مورد نظر، قطعه را به روش‌های مختلف سرد می‌کنند.

روش‌های عملیات حرارتی

از مهم‌ترین روش عملیات حرارتی، می‌توان به فرایند تنش‌زدایی سخت‌کردن و نرم‌کردن اشاره کرد در این عملیات، با توجه به نوع روش می‌توان به خواص موردنظر دست یافت.

فرایند تنش‌زدایی

تنش پسماند به‌دلایل مختلف در قطعه ایجاد می‌شود. نورد، ریخته‌گری، آهنگری و جوشکاری از جمله منابع ایجاد تنش پسماند در قطعه هستند. در فرایند تنش‌زدایی، قطعه در درجهٔ حرارت 0/1 نقطه ذوبش گرم می‌شود. در این حالت باید قسمت‌های درون قطعه نیز به دمای مذکور برسد. سپس به آرامی قطعه تا دمای اطاق سرد می‌شود. باید توجه داشت که تمام نقاط قطعه به‌طور یکنواخت سرد شود، خصوصاً در مورد قطعاتی که پیچیدگی ابعادی دارند.

سخت کردن

گاهی اوقات لازم است برای رسیدن به خواص مورد نظر در فولاد آن را سخت کرد. بنابراین باید نحوهٔ سردکردن، کنترل و انتخاب شود. ضخامت پوسته مورد نیاز برای سخت‌شدن باید با انتخاب صحیح جنس قطعه و محیط سردکننده مناسب کنترل شود. به‌عنوان مثال، برای سخت‌کردن فولادهای ساده کربنی بیشتر از آب استفاده می‌شود. هر چه عناصر آلیاژی فولاد بیشتر باشد به محیط سردکننده ملایم‌تری نیاز دارد. هرچه محیط ملایم‌تر باشد احتمال تاب‌برداشتن و تغییر شکل قطعه در ضمن سردشدن کمتر خواهد بود.

اجزای ماشین

یاتاقان‌ها محل استقرار و تکیه‌گاه زبانه میله‌ها بوده و وظیفه حمل و راهنمایی آن‌ها را به‌عهده دارند.

یاتاقان‌ها از نظر نوع‌اصطکاک به دو گروه تقسیم می‌شوند:

الف) یاتاقان‌های لغزشی
ب) یاتاقان‌های غلتشی

در یاتاقان‌های لغزشی میله در داخل سوراخ یا یاتاقان (یا بوش یاتاقان) می‌گردد.

شکل 17-4 ابعاد مهم یک یاتاقان را نشان می‌دهد.

نیروهایی که بر یاتاقان‌ها وارد می‌شود را می‌توان به دو دسته: شعاعی و محوری تقسیم کرد.

الف) یاتاقان شعاعی نیرو را در امتداد شعاع تحمل می‌کند (سطح تماس این یاتاقان‌ها به شکل استوانه است).
ب) یاتاقان محوری که نیرو را در امتداد محور تحمل می‌کند (سطح تماس این یاتاقان‌ها تخت و به شکل دایره است).

یاتاقان‌های لغزشی در نمونه‌های متفاوتی تولید می‌شود که در اینجا فقط به دو نمونه اشاره می‌شود.

1) یاتاقان‌های چشمی که در دو نوع: الف) بوش‌دار (شکل 19-4 و ب) بدون‌بوش (شکل 20-4) تولید می‌شوند.

یاتاقان‌های غلتشی

یاتاقان‌های غلتشی از چهار قسمت مطابق شکل تشکیل شده‌اند.

زمانی‌که بین محور و یاتاقان از قطعات غلتان به شکل کره، استوانه و مخروط استفاده می‌شود، اصطکاک لغزشی تبدیل به اصطکاک غلتشی می‌شود.

انواع یاتاقان‌های غلتشی:

یاتاقان‌های غلتشی از نظر نوع نیرویی که می‌توانند تحمل کنند به دو دسته محوری و شعاعی تقسیم می‌شوند. یاتاقان‌های محوری بارهای محوری و یاتاقان‌های شعاعی بارهای شعاعی را تحمل می‌کنند.

یاتاقان‌های غلتشی از نظر فرم قطعات غلتنده به دو گروه بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها تقسیم می‌شوند.

بلبرینگ‌ها:

فرم قطعات‌غلتنده آن‌ها به‌شکل «کره» است.

رولبرینگ‌ها:

فرم قطعات غلتنده آن‌ها به‌شکل «استوانه»، «سوزنی»، «مخروط ناقص»، «بشکه» می‌باشد. رولبرینگ‌ها قادر به تحمل نیروهای بیشتر در مقایسه با بلبرینگ‌ها هستند.

(شکل 27-4) پنج‌سری یاتاقان‌غلتشی را نشان می‌دهد.

در (شکل 27-4 الف) قطر سوراخ ثابت و قطر خارجی متغیر است.

در (شکل 27-4 ب) قطر خارجی ثابت و قطر سوراخ متغیر است.

ابعاد یاتاقان:

سازندگان و مصرف‌کنندگان به‌خاطر مسائلی نظیر قیمت، کیفیت و سهولت تعویض، به سری خاصی از ابعاد توجه دارند. ابعاد یاتاقان‌های غلتشی توسط مؤسسه جهانی استاندارد ISO تعیین شده‌است. علامت شناسایی یاتاقان غلتشی از ارقام یا ترکیبی از حروف و ارقام تشکیل می‌شود. رقم اول از علامت شناسایی، مشخص‌کننده نوع ساختمان یاتاقان، عدد دوم سری پهنا و رقم سوم سری قطر را معرفی می‌کند. اندازه سوراخ حاصل ضرب دو رقم آخر از ارقام شناسایی در عدد 5 حاصل می‌شود. جدول زیر توضیح کاملی از روش مشخصات یاتاقان‌های غلتشی را ارائه می‌دهد.

مشخصات یاتاقان‌های غلتشی: هر یاتاقان غلتشی با یک کدشناسایی معرفی می‌شود. عدد اول مشخص‌کننده نوع ساختمان یاتاقان است. عدد دوم سری پهنای یاتاقان و عدد سوم سری قطر یاتاقان را نشان می‌دهد. اندازه سوراخ حلقه داخلی یاتاقان از حاصل ضرب دو رقم آخر عدد شناسایی در عدد 5 حاصل می‌شود.

وسایل آب‌بندی

وسایل آب‌بندی وظیفه دارند از ورود ذرات خارجی (گرد و غبار) به داخل مکانیزم جلوگیری نمایند و یا از خروج سیال داخل محفظه به بیرون جلوگیری نمایند.

برای این منظور می‌توان از دو نوع آب‌بندی «تماسی» یا «بدون تماس» استفاده نمود.

آب‌بندی تماسی

مواد آب‌بندی‌تماسی متنوع بوده که در اینجا به معرفی چند مورد از متداول‌ترین آن‌ها می‌پردازیم.

الف) حلقه‌های نمدی

دراین نوع آب‌بندی‌ها از حلقه‌های نمدی که به شکل واشر (استوانه توخالی) می‌باشد، استفاده می‌شود. شیار ذوزنقه‌ای شکل محفظه، فرم مستطیلی حلقه را تغییر داده و آن‌را همراه با میله فشار می‌دهد.

در شکل 30-4 در قسمت بدنه یک شیار با مقطع ذوزنقه و یک آب‌بند نمدی با مقطع مربع دیده می‌شود که پس از سوار کردن دستگاه و قرار گرفتن آب‌بند در شیار، به شکل آن درآمده و به میله می‌چسبد.

ب) مواد آب‌بندی گرد (اُرینگ):

نوعی وسیله آب‌بندی ساده و ارزان حلقه آب‌بندی با مقطع گرد (اُرینگ) است.

خاصیت آب‌بندی یک حلقه لاستیکی با مقطع گرد، آن است که وقتی حلقه در داخل شکاف (مثلاً شکاف پیستون) قرار می‌گیرد، در اثر فشار مایع (گاز) موجود به یک‌طرف فشرده شده و یا شکل‌گرفتن به‌صورت شیار مزبور کلیه فضاهای خالی و محل‌های باز بین (پیستون و سیلندر) را پر خواهد کرد. اندازه این حلقه‌ها بستگی به قطر پیستون دارد. این حلقه‌ها با مقطع چهار گوش نیز وجود دارند.

ج) حلقه‌های آب‌بند (کاسه نمد):

برای میله‌هایی که با سرعت زیاد می‌چرخند (میله‌های چرخ‌دنده‌ها، محورهای ماشین‌ها، موتورها و....) از این نوع آب‌بندها استفاده می‌شود. این حلقه‌های آب‌بند دارای فنری هستند که لبه فرم‌دار داخلی آن‌ها را همواره بر روی سطح میله می‌فشارد.

شکل 36-4 فرم‌های مختلفی (دیگری) از حلقه‌های آب‌بندی را نشان می‌دهد.

آب‌بندی بدون تماس

در این نوع آب‌بندی، هنگام مونتاژ، فاصله شیار موجود بین میله و یاتاقان را از مواد چرب‌کاری غلیظ پرمی‌کنند.

هنگام چرخش میله در دوربالا، حرکت گردابی به‌وجود می‌آید و این باعث می‌شود که از خروج روغن و یا ورود گرد و غبار به داخل مجموعه جلوگیری شود.

در آب‌بندی شیاری شکل مقابل، شیارهای مارپیچی بایستی در جهت دوران ایجاد شده باشند تا در اثر دوران میله، گریس به‌طرف یاتاقان کشانده شود. دهانه‌های معمول برای شکاف‌های آب‌بندی 0/15 تا 0/1mm است.

کوپلینگ‌ها

کوپلینگ‌ها برای انتقال مستقیم حرکت دورانی از یک محور به محور دیگر مورداستفاده قرار می‌گیرند. شکل 41-4 زیر یک نوع از کوپلینگ‌ها را نشان می‌دهد.

کوپلینگ‌ها را می‌توان در گروه‌های زیر دسته‌بندی کرد:

الف) کوپلینگ‌های سخت
ب) کوپلینگ‌های جداشونده
ج) کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر

الف) کوپلینگ‌های سخت

این کوپلینگ‌ها به دو محور امکان‌چرخش‌نسبی نمی‌دهند. آن‌ها به دو گروه تقسیم می‌شوند:

کوپلینگ غلافی یکپارچه:

که از یک غلاف‌چدنی استوانه‌ای شکل ساخته‌شده که در وسط آن انتهای دو میله سربه‌سر هم قرار می‌گیرند. یک خار نیز روی میله و هم روی غلاف جا می‌رود.

کوپلینگ غلافی نیمه سربه‌سر:

در این کوپلینگ سرمیله‌ها طوری ساخته شده‌اند که در طول کوتاهی روی هم بیفتند. شیب در قسمت روی هم افتاده، باعث می‌شود که اگر میله‌ها در جهت مخالف کشیده شوند، از هم جدا نشوند. برای اتصال میله‌ها و غلاف، از یک خار استفاده شده است.

کوپلینگ غلافی دوپارچه:

در اینجا غلاف از دو نیم‌استوانه ساخته‌شده که توسط پیچ و مهره به‌هم متصل می‌شوند. وقتی دو نیمه با پیچ به‌هم بسته می‌شوند، میله را محکم در بر خواهند گرفت. درگیری دو میله به کمک خار صورت می‌گیرد.

کوپلینگ فلانچی (لبه‌دار):

این کوپلینگ‌ها کاربرد وسیعی دارند و از دو فلانچ چدنی ساخته شده‌اند که با خار به انتهای دو میله متصل‌شده و توسط چند پیچ محکم‌کننده به‌هم بسته می‌شوند. برای تضمین هم‌محوری، یکی از میله‌ها قدری امتدادیافته و قسمتی از انتهای آن وارد فلانچ متصل به میله دیگر می‌شود. به این ترتیب دو میله هم‌محور می‌مانند.

شکل مقابل کوپلینگ فلانچی از نوع حفاظ‌دار را نشان می‌دهد. برای هم‌محوری صحیح میله‌ها، پیش‌آمدگی(زبانه‌ای) درمرکز فلانچ ایجاد می‌کنند. این زبانه دقیقاً در تورفتگی مشابهی که در فلانچ دیگر تعبیه شده جا می‌رود.

ب) کوپلینگ‌های جداشونده

توسط این کوپلینگ‌ها می‌توان میله‌ها را (حتی در موقع چرخش) با‌هم درگیر یا در صورت لزوم از هم جدا کرد. کوپلینگ چنگکی شکل زیر یکی از انواع کوپلینگ‌های جداشونده است که معمولاً برای میله‌های کم دور به‌کار می‌رود. هر فلانچ چند چنگک دارد که در تورفتگی‌های مشابه با فلانچ دیگر، درگیر می‌شود (در شکل 3 چنگک وجود دارد). یک فلانچ توسط خار به میله متصل شده درحالی‌که فلانچ دیگر به‌وسیله خار، 48-4 روی میله سوارشده، اما می‌تواند آزادانه روی آن میله بلغزد. (روی توپی این فلانچ شیاری وجود دارد که، ماهک یک اهرم در آن جای می‌گیرد.)

کوپلینگ اصطکاکی مخروطی

این نیز یکی از کوپلینگ‌های جداشونده است که به‌همان شیوه کوپلینگ چنگکی عمل می‌کند. میله‌ها به‌واسطه اصطکاک میان دو سطح مخروطی فلانچ‌ها با‌هم درگیر می‌شوند.

ج) کوپلینگ‌های انعطاف‌پذیر

کوپلینگ انعطاف‌پذیر امکان چرخش نسبی و انحراف هم‌محوری میله‌ها را در حدود معینی فراهم می‌کند.

کوپلینگ انعطاف‌پذیر پینی:

این نوع از کوپلین‌ها دارای چهار پین محرک می‌باشند (شکل 50-4). این پین‌ها به‌وسیله مهره به یکی از فلانچ‌ها محکم شده‌اند. در حالی‌که فلانچ دیگر به‌وسیله واشر لاستیکی پوشانده شده و به‌صورت لق نگه‌داشته شده است. معمولاً از این نوع کوپلینگ برای اتصال مستقیم یک الکتروموتور به ماشین استفاده می‌کنند. (واشرهای لاستیکی به‌عنوان ضربه‌گیر عمل می‌کنند.)

چهارشاخه گاردان (اتصال هوک):

این نوع کوپلینگ برای درگیری میله‌هایی به‌کار می‌رود که محورشان متقاطع است. دو چنگال مشابه به‌وسیله خار به انتهای دو میله متصل شده‌اند. این چنگال‌ها به‌صورت مفصلی به چهار شاخه‌ای که دوبازویش برهم عمودند، متصل می‌شود. (شکل 51-4) دراین نوع کوپلینگ زاویه بین محورها، حتی در موقع حرکت می‌تواند تغییر کند. شکل52-4 نقشه باز شده و سوارشده آن را نشان می‌دهد.

کوپلینگ اولدهام:

توسط این کوپلینگ میله‌های موازی، اما غیرهم‌محور باهم درگیر می‌شوند. دو فلانچ که هر کدام تورفتگی مستطیلی دارند، توسط خار به هر یک از میله‌ها وصل می‌شوند. قطعه دیگری به‌صورت صفحه (دیسک) دایره‌ای، که دارای دو پیش‌آمدگی مستطیلی و عمود برهم در دوطرف است، مطابق شکل زیر، بین دو فلانچ واقع می‌شود.

فنرها

برخی از وسایل یا مکانیزم‌هایی که در محیط پیرامون شما وجود دارند و در آن‌ها فنر به‌کار رفته است، عبارت‌اند از: فنر داخل خودکار، کمک‌فنر دوچرخه، فنر داخل چتر، فنر داخل ماشین‌اسباب‌بازی و غیره. فنرها وسیله‌ای هستند که انرژی مکانیکی را در خود ذخیره می‌کنند و در هنگام لزوم آن را باز پس می‌دهند، فنرها عامل واردکننده نیرو یا گشتاور در قطعات مکانیکی هستند. فنرها را می‌توان بر حسب نوع نیرویی که به آن‌ها وارد می‌شود، طبقه‌بندی کرد:

فنر فشاری	فنر کششی	فنر پیچشی

(فنرها را همچنین از نظر شکل هندسی آن‌ها می‌توان طبقه‌بندی کرد.)

فنرهای مارپیچ

«فنرهای مارپیچ استوانه‌ای فشاری» بیشترین مصرف را در میان سایر فنرها دارند. آن‌ها در بیرون اندازه قالب‌ها، کمک فنر اتومبیل، صفحه کلاج، سوپاپ اطمینان و... به‌کار می‌روند.

با واردشدن نیرو، حلقه‌های این فنر به‌هم نزدیک می‌شوند. این فنرها از پیچاندن مفتول‌های فنری به دور استوانه ایجاد می‌شوند.

فاصله بین دو حلقه مجاور روی فنر را گام فنر می‌گویند که در شکل زیر با حرف P نمایش داده شده است. قطر مفتول فنر با حرف d و طول آن با حرف L مشخص شده‌است.

فنرهای بشقابی (بل ویل)

این فنرها جزء فنرهای فشاری هستند. شکل آن‌ها به‌صورت مخروط ناقص است. این فنرها را می‌توان به‌صورت تکی، به‌صورت موازی، به‌صورت متضاد و یا به صورت مخلوط (ترکیبی) روی هم قرار داد. کاربرد آن‌ها در قالب‌سازی، صنایع اتومبیل و.... می‌باشد.

فنرهای مارپیچ استوانه‌ای کششی

زمانی‌که به این فنرها نیرویی وارد نمی‌شود، حلقه‌های آن‌ها به یکدیگر چسبیده‌اند. حلقه‌ها با اعمال نیروی کششی از هم باز شده، انرژی را در خود ذخیره کرده و پس از حذف نیرو به جای خود باز می‌گردند. ابتدا و انتهای این فنر (به منظور اتصال در محل مورد نظر) به شکل حلقه یا قلاب ساخته می‌شود.

فنرهای پیچشی استوانه‌ای

این فنرها نیروی پیچی را در خود ذخیره می‌کنند تا در موقع لزوم این نیرو را به قطعه دیگری انتقال دهند. احتمالاً این نوع فنرها را در درب بخاری، داشبورد اتومبیل، یا گیره‌های لباس مشاهده کرده‌اید.

برخی دیگر از فنرهای فلزی متداول

فنر شاخه‌ای خمشی (چندلایه)	فنر پیچشی حلزونی

چرخ‌دنده‌ها

تقریباً در تمام مکانیزم‌ها و ماشین‌ها لازم می‌شود که حرکت دورانی از یک محور به محور دیگر انتقال یابد. اگر در این انتقال حرکت فاصله محورها کم باشد و لازم باشد که انتقال حرکت به‌طور دقیق انجام شود، از چرخ‌دنده‌ها (Gear) استفاده می‌کنند.

در شکل‌های زیر مکانیزم‌هایی را مشاهده می‌کنید که در آن‌ها از انواع مختلفی از چرخ‌دنده‌ها استفاده شده است.

متناسب با موقعیت نسبی محورهای چرخ‌دنده‌ها، در شکل 62-4 درگیری‌های زیر ملاحظه می‌شود:

الف) درگیری‌های موازی

در این حالت محور چرخ‌دنده‌ها موازی هستند.

ب) درگیری‌های متضاد

در این حالت محور چرخ‌دنده‌ها غیرموازی هستند.

ج) درگیری‌های متنافر

در این حالت محور چرخ‌دنده‌ها در یک صفحه قرار ندارند.

چرخ‌دنده‌ها ممکن است دارای دنده‌های داخلی یا خارجی باشند.

1- دنده خارجی (جهت گردش مخالف یکدیگر)
2- دنده داخلی (جهت گردش موافق یکدیگر و فاصله تا مرکز کوتاه)
3- چرخ‌دنده ساده با دنده شانه‌ای (حرکت‌دورانی به یک حرکت مستقیم الخط هم جهت تبدیل می‌شود)

جهت حرکت در چرخ‌دنده‌های خارجی، عکس همدیگر و در چرخ‌دنده‌های داخلی هم جهت است.

چرخ‌دنده‌هایی که کمترین دنده را دارند «پینیون (Pinion)» نامیده می‌شوند.

چرخ زنجیر (مکانیزم‌های زنجیری)

از مکانیزم‌های زنجیری برای انتقال نیرو و حرکت بین محورهای موازی استفاده می‌شود، در حالی‌که فاصله دو محور زیاد بوده و امکان انتقال حرکت توسط چرخ‌دنده‌ها برای آن‌ها امکان‌پذیر نباشد.

از مزایای این نوع مکانیزم‌ها در مقایسه با چرخ‌تسمه‌ها، انتقال حرکت از یک محور به چند محور می‌باشد.

انواع متفاوتی از زنجیرها هستند که برای این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرند. دو گروه پرمصرف آن‌ها عبارت‌اند از: زنجیرهای غلتکی و زنجیرهای دنده‌ای.

زنجیرهای غلتکی

در این نوع زنجیرها صفحات اتصال (عضو داخلی) آن‌ها از یک انتها با یک پین و از انتهای دیگر با یک بوش مفصلی (غلاف) پرچ شده‌اند. بر روی این پین‌های مفصلی، غلتک‌های قابل دوران می‌نشینند تا از اصطکاک و در نتیجه سایش در جناح‌های دنده چرخ زنجیره در موقع درگیرشدن جلوگیری کند. در مواردی که بخواهند توسط این زنجیرها، نیروهای بیشتری را انتقال دهند، از زنجیرهای چند ردیفه (2 یا 3 رشته‌ای) استفاده می‌کنند.

زنجیرهای دنده‌ای

زمانی‌که هدف انتقال نیروهای زیادتری باشد، از زنجیرهای دنده‌ای که دندانه آن شبیه به دندانه‌های یک چرخ‌دنده است استفاده می‌کنند.

این زنجیرها با پهنای زیادی ساخته می‌شود و به دلیل تماس آرام‌تر دندانه‌های زنجیر با چرخ زنجیر حرکت بی‌صداتری نسبت به زنجیرهای غلتکی دارند.

با استفاده از چرخ (پولی) و تسمه می‌توان حرکت دورانی را از یک پولی به‌عنوان محرک به پولی دیگر به‌عنوان چرخ متحرک که در فاصله دوری از هم قرار گرفته‌اند، منتقل نمود.

انتقال حرکت در این مکانیزم از طریق اصطکاک بین تسمه و چرخ تسمه امکان‌پذیر است. از مکانیزم‌های تسمه‌ای در ماشین‌های نساجی، اره‌های چند تیغه‌ای، دریل‌های ستونی و.... استفاده می‌شود.

چرخ‌تسمه

انواع تسمه‌ها و چرخ‌تسمه‌ها

سطح مقطع تسمه‌ها بر حسب نیاز ممکن است به شکل تخت، ذوزنقه‌ای و گرد انتخاب شود.

بنابراین شکل سطح‌تماس تسمه یا چرخ تسمه متناسب با سطح مقطع تسمه تهیه می‌شود. (در شکل زیر مقطع تسمه به‌صورت ذوزنقه‌ای است، بنابراین شکل هندسی چرخ تسمه نیز به‌صورت ذوزنقه‌ای خواهد بود). در ادامه با توجه به متداول بودن کاربرد دو نوع چرخ‌تسمه ذوزنقه‌ای و تخت به معرفی بیشتر آن‌ها می‌پردازیم.

تسمه‌های تخت

فرم مقطع این نوع تسمه‌ها به شکل مستطیل است و جنس آن‌ها از چرم یا مواد مصنوعی است.

چرخ‌تسمه‌ها نیز باید علاوه‌بر داشتن سطح صاف، سبک نیز باشند.

بدنه چرخ‌تسمه‌ها ممکن است استوانه‌ای (صاف) یا دارای انحناء کمی باشد.

انتقال حرکت به‌وسیله تسمه تخت در حالت‌های مختلفی انجام می‌شود.

انواع مکانیزم‌های تسمه تخت

الف) مکانیزم باز، ب) مکانیزم متقاطع (بسته)، ج) مکانیزم نیمه‌متقاطع د) مکانیزم با چندپولی ه) مکانیزم با (پولی‌های مرحله‌ای و) مکانیزم با پولی‌های مخروطی ز) مکانیزم با قرقره‌های هرزگرد شکل 74-4)

تسمه‌های ذوزنقه‌ای

در این نوع تسمه‌ها، فرم قطع تسمه و خود شیار تسمه روی چرخ، به‌صورت ذوزنقه است. این تسمه‌ها نیروی بیشتری را (تا 3 برابر) در مقایسه با چرخ‌تسمه‌های تخت منتقل می‌‌کنند. ابعاد این تسمه‌ها استاندارد است. 

و آن‌ها را به اندازه‌های (اسمی 6،10،13،17،22،32،40 میلی‌متر می‌سازند. (منظور از اندازه اسمی، اندازه قاعده بزرگ ذوزنقه است.)

زاویه شیار این چرخ تسمه‌ها متناسب با قطر آن‌ها از ${32^ \circ }$ تا ${38^ \circ }$ انتخاب می‌شود. هر چقدر تسمه بزرگ‌تر باشد، زاویه بیشتری برای آن در نظر می‌گیرند. 

بادامک

بادامک عضوی از ماشین است که به‌کمک آن می‌توان حرکت‌های خاص را (که با وسایل دیگر امکان‌پذیر نیست) به‌وجود آورد.

باتوجه به شکل‌های مختلفی که محیط بادامک می‌تواند داشته باشد، قادر است انواع حرکت‌ها را به عضو دیگری به‌نام «پیرو» منتقل نماید.

پیرو قسمتی از مکانیزم است که روی محیط بادامک تکیه داشته و دارای حرکت رفت و برگشتی است. بادامک‌های مختلف می‌توانند حرکت‌های گوناگونی را به پیرو بدهند در شکل زیر ملاحظه می‌کنید که با چرخش بادامک، پیرو به‌طرف بالا یا پایین جابه‌جا می‌شود.

به‌نظر شما بادامک زیر، در کدام جهت (چپ یا راست) شروع به حرکت کرده است؟

قبل از آنکه با شکل‌ظاهری انواع بادامک‌ها آشنا شویم، به معرفی چند اصطلاح در مورد آن‌ها می‌پردازیم.

جابه‌جایی پیرو:

معمولاً موقعیت پیرو را نسبت به نقطه‌ای مشخص به‌نام نقطه صفر در زمان معین یا نسبتی از یک دور مسیر حرکت دستگاه نشان می‌دهد که بر حسب زاویه «درجه» یا طول «میلی‌متر» اندازه‌گیری می‌شود.

جابه‌جایی بادامک:

که برحسب زاویه و یا طول اندازه‌گیری می‌شود. حرکت و یا موقعیت بادامک را نسبت به موقعیت صفر مشخص می‌کند. جابه‌جایی بادامک و جابه‌جایی پیرو وابسته به هم هستند.

پروفیل بادامک:

سطح واقعی بادامک را پروفیل بادامک می‌نامند.

دایره اصلی یا دایره پایه:

کوچک‌ترین دایره‌ای است که مرکز آن بر محور چرخش و مماس‌بر سطح بادامک می‌باشد. در پیرو غلتکی این دایره به اندازه شعاع غلتک از دایره اولیه کوچک‌تر است.

نقطه اثر:

نقطه‌ای فرضی از پیرو است. این نقطه با نقطه‌ای از پیرو لبه چاقویی فرضی متناظر است. این نقطه در مرکز پیرو غلتکی یا بر سطح پیرو روتخت انتخاب می‌شود.

منحنی گام:

مکان هندسی ایجاد شده توسط نقطه اثر در حین حرکت پیرو نسبت به بادامک است. در پیرو لبه چاقویی منحنی گام و سطح بادامک یکی هستند. در پیرو غلتکی، شعاع غلتک این دو را از هم جدا می‌کند.

دایره مبنا:

کوچک‌ترین دایره‌ای است که در منحنی گام و هم‌مرکز با محوربادامک رسم می‌شود. این دایره در پیروغلتکی با دایره اصلی جایگزین می‌شود.

زاویه فشار:

زاویه بین امتداد حرکت لحظه‌ای پیرو و عمود بر منحنی‌گام می‌باشد.

نقطه گام:

موقعیتی است روی منحنی گام که زاویه فشار بیشترین مقدار خود را داشته باشد.

دایره گام:

دایره‌ای است که از نقطه‌گام می‌گذرد.

انواع بادامک پیرو

بادامک‌ها (Cam) را می‌توان در دو گروه عمده (از نظر انواع حرکات) جای داد:

1- بادامکی که نوسان می‌کند و یا حول یک نقطه دوران می‌نماید.
2- بادامکی که برای ایجاد یک حرکت رفت و برگشتی به‌کار می‌رود.

باتوجه به اینکه انتقال قدرت در اغلب ماشین‌ها از محورهای درحال‌چرخش صورت می‌گیرد، بیشتر بادامک‌ها از نوع دورانی می‌باشند.

پیروها (Follower) معمولاً در داخل یک قسمت «راهنما» بالا و پایین می‌روند و یا حول یک نقطه نوسان می‌کنند. در تصاویر زیر نام هر بادامک در کنار آن نوشته شده است.

جهت حرکت پیرو هرکدام را (مطابق مثال) نشان دهید.

پیروها انواع مختلفی دارند: نوک تیز، غلتکی، تخت، سرتخت‌نوسانی و غیره.

در مواقعی نیز ممکن است محور تقارن پیرو در راستای محور بادامک نباشد! که از آن‌ها به‌عنوان پیرو خارج از مرکز یا offset نام برده می‌شود. شکل زیر یک نمونه از آن‌ها را نشان می‌دهد.