Many a mechanical application involves power transmission from a high-speed motor to a low-speed load. However, existing speed-reduction mechanisms are usually a major sink of energy and information in mechanical transmissions. Energy and positioning information are lost through:​ (a) friction between sliding components;​ (b) compliance;​ and (c) backlash. A novel transmission for speed reduction, Speedo-Cam, is currently under research at McGill University's Centre for Intelligent Machines (CIM). The transmission is based on the layout of pure-rolling indexing cam mechanisms, and hence, eliminates backlash and friction. Besides zero backlash and low friction losses, Speed-o-Cam also offers the possibility of high stiffness, another essential attribute for high-accuracy applications.

This thesis focuses on the aspects of both model development and mechanical-parameter identification of a spherical prototype of Speed-o-Cam. Our main interest lies in identifying the mechanism stiffness. In order to conduct experiments on the prototype, a testbed was designed and fabricated. A mathematical model of the testbed is first formulated. Based on this model and the results of experiments, the parameters of the Speed-o-Cam prototype are identified. In the process, the stiffness and damping parameters of the couplings of the testbed are also identified.

Power efficiency is an important indicator of speed reducing mechanisms. For the Speed-o-Cam prototype, this indicator is also estimated experimentally.

Beaucoup d'applications en mécanique nécessitent des systèmes efficaces de transmission. Cependant, les réducteurs de vitesse actuels engendrent généralement des pertes d'énergie et d'information. Ces pertes sont principalement dues au frottement entre les pièces en mouvement, aux déformations des composants flexibles et au jeu. Le Centre de recherche sur les machines intelligentes de l'Université McGill met au point à l'heure actuelle une transmission novatrice, appelée Speed-o-Cam, ayant la fonction de réduction de vitesse. Cette transmission est inspirée des systèmes de mouvement intermittent à cames et roulements sans frottement. Par conséquent, le jeux et le frottement sont élimines dans le mécanisme. En outre, la transmission Speed-o-Cam offre la possibilité don grande raideur, une propriété essentielle pour les applications de haute précision.

Cette thèse porte sur deux aspects d'un prototype sphérique de Speed-o-Cam:​ le développement d'un modèle mathématique et l'identification de ses paramètres. Nous nous intéressons particulièrement il, lldentification de la raideur du mécanisme.Afin de mener des expér:​ ences sur le prototype du mécanisme, un banc d'essais a été conçu et réalisé. Dans un premier temps, un modèle mathématique du banc d'essais est établi. Ensuite, les paramétres mécaniques du prototype sont identifiés expérimentalement. Enfin, les paramétres de rigidité et d'amortissement du banc d'essais sont aussi identifiés.

Le rendement est un indicateur important du prototype de Speed-o-Cam, qUI est estimé par une série d'expériences.