ネジの工学とは？

>>１トン位の力でゆっくり押す装置
質問内容が変わってるが

正攻法では油圧

空圧は簡単だがばねのっクッション性があるので　却下

省スペースなら
ハーモニック vs サイクロイド
https://www.youtube.com/watch?v=IXmCze1GsGU&t=422s&ab_channel=HowToMechatronics


サイクロイドの商品は売ってる
https://e-shop.robotis.co.jp/news_58.php


両方とも
不思議遊星歯車機構の進化版
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8D%E6%80%9D%E8%AD%B0%E9%81%8A%E6%98%9F%E6%AD%AF%E8%BB%8A%E6%A9%9F%E6%A7%8B

あんまりギア複雑にすると損失が大きいので
https://www.youtube.com/watch?v=NAThvwGJJoI&ab_channel=BrickExperimentChannel

つhttps://tech.thk.com/ja/products/pdf/ja_b17_009.pdf

お礼

2023/04/02 19:03

これは１トン位の力でゆっくり押す装置を作る場合に、
油圧(電動機付)と空圧(電動機付)とモーターやギアモーターに機構を付加した物では、
どれが一番に安く出来るかを考えている事からですが、
どれが一番に安く出来ますかね？

質問者

回答(2)再出
＞ボルトとナットの間にテコの原理のような物が働いている
前の回答のM20ねじの例
2×π×1000mm：2.5mm ≒ 2500：1
2500：1の「テコ」と類似の原理を使っていると考えてもいいでしょう。
ねじの場合は、手を放しても位置を保てるというメリットがりますが、力を伝える効率が犠牲になっています。（上記例では、力が2500倍にならずに、500倍にしかならない。）

次のURLの9ページのグラフによれば、メートル並目ねじの効率は20%前後のようです。したがって、ナットを回す力として加えた機械的エネルギーの20%程度が軸方向の推力になると考えていいでしょう。
http://www.mech.ibaraki.ac.jp/~shiohata/lab/gakubukougi2009/kikaisekkeikougaku(2009)/sekkei_4th_09.pdf

ご質問は「ナットを回す力の何倍」とのことですが、
ナットを回すスパナに柄の長いものを使えば、小さな力で同じトルクを発生することができますから、単純に「何倍」の答えは出せません。具体的に「何倍」なのかを知りたければ、「ねじのピッチ」と「スパナの柄の長さ」が必要です。

M20のメートル並目ねじを仮定するとピッチは2.5mm、柄の長さ1mのスパナを使って柄の先に100Nの力を加えた場合を考えてみると、ナットを1周回すと、2×π×1m×100N＝628Jの機械的なエネルギーを注入することになります。この約20％である125Jが軸力が出力するエネルギーになります。2.5mmの移動で125Jのエネルギーですから、軸方向の推力は125J÷0.0025m＝50000Nという計算結果です。
100Nが50000Nに拡大したので、500倍になったという試算例です。

お礼

2023/04/02 10:12

車に付属しているジャッキを見て、
そのジャッキを使えば手の力で車を持ち上げられるので、
ボルトとナットの間にテコの原理のような物が働いていると思ったのですが、
この場合は何故に手の力で車を持ち上げられるのですかね？

質問者

＞ナットを回した場合のボルトには、ナットを回す力の何倍の推力が発生しますか？

その条件だと力はそのまま伝わります。