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クランク機構トルク計算について
2023/10/16 10:21
- クランク機構のトルク計算について質問があります。
- 4節クランク機構での力伝達についての疑問があります。
- 対偶Bでの力が大きくなる理由が分からないので、教えてください。
クランク機構トルク計算について
2008/05/06 00:27
現在、トルク計算について、？？？と思っていることに関して質問いたします。ご存知の方は、ぜひともお教え願いたいと思います。よろしくお願いいたします。
＜質問＞
４節クランク機構・スライダクランク等々なんでもいいのでですが、
４節クランク機構で説明させて頂くと、
原動（モータ）のトルクをＴiが発生すると、
Ｂにて発生する力Ｆ１は、Ｆ1＝Ｔi／Ｌ１という力になり、
この力が、Ｌ２や対偶Ｃに伝わるとき、その伝えられる力をＦ２とすると、
Ｆ２＝Ｆ１／sin(α)となります・・・
ってなるじゃないですか。Ｆ１の力より、
Ｆ２の力が大きくなるってことですよね。ここが、納得できないのです。
対偶Ｃの部分からの分力での計算は、小さくなっていくので納得できるのですが、対偶Ｂにて大きくなるってことがわかりません。
なにか、私の知識がぬけてることと思いますので、
ぜひ、その辺についてご教授願いたいと思います。
※ちなみに、αや下の図は、理解していただくために簡易的に書いたり、
勝手においた数値ですので、さらっと流していただきたいと思います。
Ｌ２
対偶Ｂ○――――――○対偶Ｃ
｜ ｜
Ｌ１｜ ｜Ｌ３
｜ ｜
原動Ａ●――――――○対偶Ｄ
固定節
回答 （3件中 1～3件目)
４節クランク機構はワイパーの機構みたいな感じでとても興味深いですね
私も初めは問題の意味が？だったので、直ぐに通り過ぎてしまったが、
本日再度拝見しネットで調べていると「仮想仕事」という言葉を目にした
参考URL最下部右のような比較的簡単な動滑車の場合でも力の吊り合いだけで
解こうとすると意外にも大変ですね。恐らくカスチリアノの定理から来てる
と思うが、うーむ世の中、知らないことが一杯で私の方も勉強になります
さてトルク計算の方も「仮想仕事の原理」で原動機トルクを決定した後に、
ここのリンク節の強度やリンクアームについて考えれば良いのではないか？
http://www.nwb.co.jp/monoshiri/standerd.html ・・・ワイパー
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力（Ｆ）×移動距離（Ｌ）≒エネルギー（仕事量）
で、移動距離（Ｌ）が短くなると、力（Ｆ）は、大きくなります。
Ｆ１×Ｌ１ ＝ Ｆ２×Ｌ２ にて、
Ｌ１の1/5がＬ２なら、Ｆ１の5倍がＦ２で、５倍の力が出ます。
これは、トルクやシーソー、釘抜きでも同じです、
＊ トルクは、腕（アーム）の長さが長くなると、その軌道の
円周を動く距離は、腕に比例して長くなります。
＊ シーソーは、支点からの距離が長い程、やはり、その軌道の
円周を動く距離は、支点からの距離に比例して長くなります。
＊ 釘抜きは、枝の部分の長さが長い程、やはり、その軌道の
円周を動く距離は、支点からの距離に比例して長くなります。
＊ 楔力（鉞の原理）は、振り翳す方向に進む距離と、その方向から
横へ広がらそうとする距離は、10：1程度かそれ以上の比率です。
（振り翳す方向に進む距離；10に対し、その横方法；1）
すると、前述の様に、横へ広がらそうとする力は、10倍以上となります。
釜や包丁で、物を切る原理も、略同じ原理です。
以上で、貴殿のＦ２＝Ｆ１／sin(α)を観ますと、
αが小さいとき、Ｆ２はより大きくなります。
その事は、殆ど動いていないから、大きな力が得られている事です。
一度、作図をして検証をしてみて下さい。
ねじジャッキ等の原理も、同じです。
質問の内容が？？？？です。
しかし、力が大きくなるのは、楔の原理等であります。
これは、エネルギー保存の原理で、
力（Ｆ）と移動距離（Ｌ）の積が一定で、移動距離が極端に短くなると、
非常に大きな力が得られます。
シーソーや釘抜きも、この原理の一種です。
