計算式　カムで従動節を動かす力

私は、カムを使った機構に憧れるけれども余り経験もなく当然詳しくも無いが
回転運動することにより従動節は、変位、速度、加速度もその位置角度により
カム曲線により変わってくるだろうから当然、押し上げる力も変化するだろう

Sample動画におけるカム曲線からは頂点で最も変位が大きく、速度0、加速度
maxとなる筈なので従動節を押し上げる力 maxを求めるだけならば回答(3)さん
のように考えても良いのかも知れない。でも実際には回答(2)さんの言うように
摩擦や質量からの慣性力でカム面からJumpingすることも考えねばならないから
加速度もやはり無視することが出来ない重要な運動の要素になるんだと思う

要するに、動力学になっていて静力学に比較して難しいのである・・・だから
ソフトにより、加速度や接触圧なども求められるだろうから、これらを利用し
つつ確かめながら、文献と睨めっこして学ぶことができるので楽しそうですね

以上、専門家でも無いのに余計な、お節介かも知れませんが頑張って下さい

カムと加速度のことを検索していたら、Freeのソフトを見つけてしまいました
cgiなのでweb上だけで計算結果は求められるようですが生憎責任は持てません
それにしても、便利なものを考えて無償で提供してくれる方も居るのですねぇ

戻って、時間を計算に入れない・加速度を考えない機械なんて存在するのか
そう言えば、自動機の設計って強度計算など出来る技術屋の方が少ないようだ
モノが小さく負荷も小さいから、長年の経験と勘でもどうにでもなるのかな？

変形正弦(MS)直動板カムの計算結果
最大圧力角(直動値) 24.2°
ローラ中心最小曲率半径凸(直動値) 11.4mm(T=0.88)
最大速度 211mm/s
最大加速度 7960mm/s･s(0.8G)
従節端質量の慣性トルクと仕事量 0.015Nm( 0.15kgfcm)/ 0.09W
押付力のトルクと仕事量 0.252Nm( 2.57kgfcm)/ 1.58W
許容面圧荷重　　274N( 28.0kgf)/φ 10mm

https://yayoi3gatsu.sakura.ne.jp/cam.cgi

平面カムの“直線カム”の従動節を押し上げる力を求める計算式は、ご存知でしょうか？
接触部分の摩擦損失を考慮しない計算の場合は、
直線ｶﾑを動かす力[N]×直線ｶﾑが動く距離[mm]＝従動節を押上げる力[N]×従動節が押上がる距離[mm]
となり、
従動節を押上げる力[N]＝直線ｶﾑを動かす力[N]×直線ｶﾑが動く距離[mm]÷従動節が押上がる距離[mm]
と整理し、
従動節を押上げる力[N]＝直線ｶﾑを動かす力[N]÷tanθ
<tanθ＝従動節が押上がる距離[mm]÷直線ｶﾑが動く距離[mm]>
<1/tanθ＝直線ｶﾑが動く距離[mm]÷従動節が押上がる距離[mm]>
とします。<θをカムの接触角となります>
URLに記している内容でのθ＜45°(鋭角)の場合は、従動節を押上げる力[N]は大きくなります。
<大きな力を得ることで得しますが、距離で損するエネルギー保存の法則です>
<ピラミッドの石を、傾斜が小さい斜面を利用して、少しづつ持ち上げて、頂上に積む工法と
同じで、石を運ぶ力は小さくてすんだ(得した)が、高さの数十倍の距離を運んで損をしたと同じ>
URLに記している内容でのθ＞45°(鈍角)の場合は、従動節を押上げる力[N]は小さくなります
が、カム機構では一般的にはこの範囲は使用しません。

さて、平面カムの“板カム”の場合を考えましょう。
直線カムでの直線カムを動かす力[N]に相当するものは、(回転トルク÷従動節接触部での半径)
となります。
もし、回転トルク；5000N･mm÷従動節接触部での半径；100mmなら、50Nとなります。
では、接触角θはどのように求めるかに関しては、URLの下部に記しているような展開図
を作成して求めます。<部分部分での詳細な接触角の求め方は、微分計算となります>

最後に、従動節部分をローラにするか、焼入れした鋼の接触にするか、は摩擦損失を計算式に
入れて考慮する必要があります。
これは、カム機構の基本内容であります、ねじ機構(機械要素のねじ)の工学的書籍を確認します
と理解できます。
普通のねじ計算と、ボールねじ計算が理解できれば、もう有識者になります。

平面カムの“板カム”を展開図化しますと、平面カムの“直線カム”のような考えで、
入力と出力の関係が計算できます。

そして、平面カムの“直線カム”は、ねじのトルクと軸力(ねじジャッキ)の計算方法と
類似しています。
トルクは、ねじの有効径半径で割ると、その力が求まり、平面カムの“板カム”での
力を求める内容にも類似点があり、参考になります。
また、摩擦ロスは、滑りの通常ねじや転がりのボールねじで確認できます。

機械要素のねじに関しての書籍を確認して、基礎を勉強し、
※ 平面カムの“直線カム”
※ 平面カムの“板カム”
の順に確認していくのが、初心者には判り易い手法と思います。

絵の通りのものは?平坦面直進従動節をもつ板カム?と言う名称。
カムフォロアの無いものはあまり実用されず、設計ソフトでも外してること多いようです。

機械設計便覧
　　16-1-4カムの静力学
　　A.直進従動節をもつ板カム

に公式がでています。

高い丸善の方。私のはそれでも最新の1992年版。旧版でもこれは変わらないのでは。図書館で閲覧してください。

1/4ページほどながらベクトル図と式が出てます。

縁遠い式を持ち出すだけの＜有識者＞は肝心の摩擦を放棄、トーゼンそれでは結論出るはずもないが、便覧ではそれと従動節が受ける偶力も考慮してます。でないと本件の答えにならない。

詳しい参考文献があるはずながら判然とせず。

ここ　面白いですよ