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トグル機構トグルクランプの力の計算方法
2023/10/18 04:21
- トグル機構の力の計算方法について詳しく知りたいです。成形機に使われているトグルで、力Fで押したときに、どれだけの力Pになるか教えてください。
- 手元にある参考書にはP=1/2xFxtanθという計算式がありますが、リンクの長さが違う場合でもこの式が使えるのか知りたいです。
- 図のリンクの長さが同じですが、リンクの長さが違う場合のトグルの力について教えてください。例えば、リンクの長さが1対2や1対3の場合はどうなるのでしょうか。
トグル機構 トグルクランプの力の計算方法
2010/06/29 10:26
トグル機構の力の計算方法がわからず困っています。
成形機に使われているようなトグルで、リンクとリンクの中心を
力Fで押したときに、どれだけの力Pになるかしりたいのです。
手元にある参考書を調べて
P=1/2xFxtanθ 等の計算式が出てきたのですが、
リンクの長さが違う場合でも上式でいいのでしょうか?
わかる方 教えてください。 お願いします。
説明不足で、すいませんでした。
図の添付方法が分からなかったので、
下記のURL
http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/map/kikai07/2/2-3-5b.htm
の図 2-3-25 トグル機構の原理 を見てください。
リンクとリンクの間の角度をθとしたとし、シリンダで力Fを与えたときに、
トグルで出せる力をPと考えています。
図ではリンクの長さが同じですが、リンクの長さが違う場合がどうなのか、
知りたいです。
たとえば、リンク長が、1対2や1対3のときです。
よろしくお願いします。
回答 (9件中 6~9件目)
提示のもモデルではシリンダ力Fに対し、型の保持力はP=1/2xFxtanθとな
りますが、トグル機構はリンクの思案点を使うため実際の動作はもっと複雑
になると思います(摩擦の影響が大きいことが予想される)。
トグル機構は4節クランクにおいて両リンクがてこ運動をするタイプの機構
です。四節クランクの解析例はネット上でも様々入手できると思います。
摩擦等も含め厳密に解析してはいかがでしょう。
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P=1/2xFxtanθ の式のFとP以外の記号の意味が判らないので、アドバイスが
できかねます。教えて下さい。
さて、力学の基本は以下の内容です。
エネルギー保存の法則で、(力1×距離1÷時間1) = (力2×距離2÷時間2)です。
(距離÷時間を速度と示す事もあります)
これで、楔作用、釘抜きの原理、シーソーや天秤、ねじ効果等々が説明できます。
具体的には、入力Fと出力Pは同じ時間が掛かっているので、
(力1×距離1÷時間1) = (力2×距離2÷時間2) の 時間1= 時間2なので、
(力1×距離1) = (力2×距離2)で計算します。
勾配1/10の楔作用は、摩擦損失を無視すれば、距離1=10と距離2=1となり、
(入力×10) = (出力×1) で、出力=入力×10(10倍の力が得られる)となります。
これは、距離で損をするかわりに力で得をする事になっています。
シーソーや天秤の原理も同じで、本来は円弧の動作量が基本です。
ですが、{直径(2×半径)×円周率π×角度/360℃}=円弧でも判るように、
円弧の動作量は半径に比例するので、支点から荷重点の距離の比で計算する事になります。
最後に、多分tanθが判らなくなっていると思いますが、これはarctan距離2/距離1で
計算したθです。
勾配1/10の楔作用は、arctan 1/10=5.71°がθとなります。
カムやその他(リンク機構も含むかな?)の場合も含め、接触角と表す事が多いです。
以上を参考に、参考書を確認し、また補足して下さい。
数式出すのはホントに厄介です。式にアークタンジェントなんてのが登場してしまう。式が出たら計算は電卓で出来るが。
CADで絵を描き、少し動かしてその倍率を測ってやれば、簡単に目的を達せられるのでは?
図を描いてみれば、リンク長さを等しくするのが最大倍率だと判るのでは?
?二等辺3角形
?1辺が底辺と等長(伸長に寄与せず)、他辺(伸長全てを担う)の長さが高さにほぼ等しい3角形。
底辺を20、高さを3として、ベチャと潰した時の長さの伸長分は?=0.88、?≒3 となり、?がテコ比3.4 ?が最悪でテコ比1 ! これで合ってるかと
また?を崩すと油圧シリンダーの固定側は回転フリーにしなければならない。
トグル機構といってもさまざまな形式があるので
ひとつの公式にはならない
といってもひとつづつはてこなので
どのような力がかかるか絵を描いて
考えればきっと解けるはずです
お礼
2010/06/29 20:33
アドバイスありがとうございます。
解析例等は、ここに投稿する前にも探してはいたのですが、
トグル機構として探していたこともあり、うまく見つけられなかったのです。
四節クランクの解析例 改めて探してみます。