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複数リンクのトルク計算について
2023/10/18 21:51
- 現在、6本7節のリンクで板を90°回転させる機構を設計しています。その中でリンクが動かない様にロックする必要があり、そのロックトルクがどれくらい必要か計算方法が分からず困っております。
- 参考図の様にテーブル先端に100[N]負荷した時、図示固定部のジョイントが矢印方向へ回転しますが、その回転力(トルク)の算出方法をご教授ください。
- A,Bを固定ピンとし、C~Gは可動します。また少し質問の趣旨を変え、100Nの力と釣合うRの力は幾らかとさせてください。
複数リンクのトルク計算について
2012/09/24 12:17
現在、6本7節のリンクで板を90°回転させる機構を設計しています。
その中でリンクが動かない様にロックする必要があり、そのロックトルクがどれくらい必要か計算方法が分からず困っております。
参考図の様にテーブル先端に100[N]負荷した時、図示固定部のジョイントが矢印方向へ回転しますが、その回転力(トルク)の算出方法をご教授ください。
宜しくお願いいたします。
図がわかりにくく申し訳ありません。
補足として以下をアップします。
http://www.fastpic.jp/images.php?file=9326515766.jpg
A,Bを固定ピンとし、C~Gは可動します。
また少し質問の趣旨を変え、100Nの力と釣合うRの力は幾らかとさせてください。
宜しくお願いします。
沢山の解答有難うございます。
まだ納得できない部分があり追記させて頂きます。
単純に A点までの距離☓100[N]=100[mm]☓R[N]も一つの方法だと思うのですが、下のURLの様な倍力構造の要素は検討しなくても良いのでしょうか?
ピン位置やリンク構造(角度?)によってA点の回転力が変わってくるのではないかと推測しており、あえてA-Cリンクのみ角度を変えております。
http://koza.misumi.jp/lca/2002/12/92_1.html
http://koza.misumi.jp/lca/2002/12/93_2.html
リンク図再アップ↓
http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=1897901261.jpg
多くの方に解答頂き有難うございます。
回答(8)(18)でご紹介いただいたWorking model 2D による解析をおこなってみましたので、結果をご紹介させていただきます。
結果:
x:-53 [N]
y:-257.5 [N]
R = √((-53)^2+(-257.5)^2) = 263[N]
となりました。
・Rの向きがリンクにきれいに90°になっていません。
・リンクの重量を0.01kgとしているので、若干重力の影響を受けます。
http://www.fastpic.jp/images.php?file=7160439808.jpg
リンク図
http://www.fastpic.jp/images.php?file=3847791527.jpg
回答 (48件中 21~25件目)
こんにちは、
回答(27)で、節7 の力はどうなっていすまか?
というのは、リンク7-9が動かないことから(静力学上)、
節8 を支点と考えた場合、節7の力と節9の力と節8の力が
釣り合わなければならないと思います。
RX9 = 0 N
RY9 = -5 N
リンク89 = 100 mm
リンク78 = 84.49 mm
なので、節9 の力の大きさが正しいのだとすれば、
節7 の力の大きさとしては5N より多少大きい程度になると
思いますがいかがでしょうか。
節7 と節9 の力の大きさが 5N程度なのであれば、節8 の力の大きさは 10N程度で釣り合うことになりますが、
RX8 = -103 N
RY8 = 49 N
との数値です。
私の考え方に間違いがあると思いますので、遠慮なくご指摘をお願いします。
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この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
No.4187「 再:平行リンクのクランプ力計算 」を終えて気になっていた此の
問題に立ち返ってみて客観的に再度解析し直してみた↓解析図中の2-10節点は
ヒンジピンで無印の節点はピン節点である。完全なトラス構造ではないために
部材に曲げモーメント(解析図中のハッチング部)が生じるのだと思います
これによれば、反力:ロック力は僅か「5 N」で吊り合うという結論に至った
私的にはコレデ「スッキリ」という感覚でおりますが、皆さんはどうですか?
先入観といいますか、人間の感覚や経験というもの程あてにならないと再認識
既に質問者は自らソフトにより計算し実設計も結果も把握していると思うので
、ここを閉じると共に「真実の回答」を教えて頂ければ私の今後にも生かせる
また、リンク機構は何方かといえば動力学に入るがリンクを使ったクランプに
関しては静力学で解かなければならないと私は思うのです。その際に、↓URL
「仮想仕事の原理」は、構造計算やFEMの基本原理となっていて重要だと思う
リンク部材の自重0.01kg?だったかな?これは計算に入れておりませんので、
その分は割増ししなければならないけど、体制に影響は殆どないだろうね
今気づいたが節点6,8は支点としているがヒンジ支点にしなければならないかも
知れません。節点が支点の場合にもピン接合が剛接合になっている理屈だ
・・・また後日、もう一度解析しなおしてみたい・・・
節点6,8は支点を固定ではなく、ピンヒンジ支点に変えてみたところ却って、
ロック力はゼロとなり支点6,8X方向反力が異常に大きくなり明らかにおかしい
また固定支点とすると殆ど変わらずロック力だけが逆にゼロになってしまった
今朝よっく考えて直してみたが、隣有った支点を持つリンクアームは回転拘束
されてXY方向も拘束されているから、結局元のままで良いことに落ち着いた
どう転んでも、ロック力が200N~400Nのような数値にだけはなりそうにもない
ははは さん紹介の↓URLを見ていなかった・・・
【No.50】マジックハンドの支点2箇所を支持すれば安定し静止してしまう
直ぐに気づきそうなものなのに、頭の中だけで考えるから失敗するのですね
質問図は騙し絵の如く未熟な私を錯覚させるに足る精巧なモノだったのだろう
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1203/09/news007.html
1Nの涙 さんへ 、
やはり、1Nの涙 さんも、少し疑問を感じますか。
安心しました。
> 戻って、初めの条件「A,Bを固定ピンとし、C~Gは可動します」が気になります
は、質問者さんの質問の追記 2012-09-25 23:33:08 にて、
> リンク図再アップ↓
> http://www.fastpic.jp/viewer.php?file=1897901261.jpg
のURLを確認したら、左下に動作図が描いてあったので、そのように動作する仕様と
判断して、質問者さんにも確認を求めています。
参考になれば、幸いです。
難しい判断を要する質問で、小生的には嬉しいですが、質問者さんは??で残念でしょう。
他の回答者さんが説得できる文面を書けたり、他の回答者さんの意見を纏めることができ
なければ、質問者さんへは内容を伝えられないので、有意義な書き込みとなったと思います。
しかし、この質問は、小生の技量不足で纏められないかも?
ユーさんへ
勿論、トラス部材には曲げが掛らないことは百も承知しているのですが・・・
Rの力が90°より若干リンクアームに鉛直に加わることから、これらを受け回転
拘束からA点は固定端と仮定した。B点も固定か迷ったが過剰だと判断しました
固定としなければ不安定構造物になるので躊躇したんだが、まづかったのかな
そもそもトラス構造物としてソフトに掛けることが間違いなのかも知れません
仮に計算するのであるし固定端の反力を問う問題でも無いし手計算の確認のた
めに参考までに紹介したので、こう突っ込まれると少しだけ困ってしまいます
単にモーメントだけを考えるならば?X=0,?Y=0で悩むことも無いのですけどね
戻って、初めの条件「A,Bを固定ピンとし、C~Gは可動します」が気になります
1Nの涙 さんへ 、
“六角材のクランプ”に続き、迷惑をかけます。
小生は、構造物の考察に関しては、ポンコツかと自問自答していました。
この質問内容を観ると、パンタグラフ式リフター又は天秤としか観えない理由で。
そしてら、URL“構造力学の基礎 > トラス問題|節点法 ”の記載を見つけました。 ↓内容
トラス構造物とは、部材を三角形になるようにピン接合で連結したものです。
これにより、部材にはモーメントが発生せず、軸力のみが発生します。
さて、詳しい説明は「トラス構造物の仕組み」を見ていただくとして、ここでは、トラス
構造物に加わる部材力を求めてみましょう。
※ちなみに、実際のトラス構造物では完全にモーメントが発生しないわけではありません。
よって、実設計ではこのことを踏まえて「半剛接合」と呼ばれるモデル化を行う場合があります。
詳しい話は別のページに追加しておきます。
「半剛接合」は、五重塔の主柱と周囲構造物の接合方法、東京スカイツリーが採用している
接合方法と小生は理解しています。
ピン接合のトラス構造物は、「半剛接合」ではないと理解しています。
また、トラス構造は基本が三角形であり、四角のピン接合はパンタグラフ式リフターか
マジックハンドの構造。
R[N]の力を加えれば、100[N]の力が保持できるパンタグラフ式リフターにです。
小生は、やはりポンコツなのでしょうか?