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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:円筒と球の釣り合い式について)

円筒と球の釣り合い式について

2023/10/19 00:20

このQ&Aのポイント
  • 円筒と球の釣り合い式を考えていますがわかりません。球の曲率R・円筒と球の静摩擦係数をμ・円筒と球が接触する箇所の水平からの角度をθとします。
  • 平面の場合はF=μWだと思いますが、球になると角度が発生するためθが関係すると思っています。
  • 感覚的にはFが斜め方向に上側と下側それぞれFCOSと分解され、μWとつりあうかな?とも思いますが、これだとベクトルがあっていない(μWは水平方向のベクトル)いません。
※ 以下は、質問の原文です

円筒と球の釣り合い式について

2012/06/01 23:35

球(仮に水晶として)を鉄の円筒の端面(穴が開いてる箇所)で上下に力Wで挟み込み、、
球の横から(水平方向)力Fで押した場合、
力Fとその保持する力(鉄と球に発生する摩擦力だけ?)との釣り合い式
を考えていますがわかりません。
球の曲率R・円筒と球の静摩擦係数をμ・
円筒と球が接触する箇所の水平からの角度をθとします。
すると、もし球ではなく平面の場合はF=μWだと思うのですが、
球になると、角度が発生するためθが関係すると思っています。
感覚的にはFが斜め方向に上側と下側それぞれFCOSと分解され、
μWとつりあうかな?とも思いますが、(FCOS=μW)
これだとベクトルがあっていない(μWは水平方向のベクトル)いません。

どなたかこの間違いを正してください。
お願いします。

回答 (9件中 1~5件目)

2012/06/04 09:45
回答No.9

力Wは ばね力でしょうか?この場合円筒軸方向と軸直角方向の力が加わりま
す。球が動く場合、円筒が球と相対変位する分の力と軸直角方向の摩擦力が作
用します。後者だけを考えればF=μWが球に作用することになります。
前者を考えるには球と円筒の接触角が影響するので、移動時は刻々と変化しま
す。しかし、動摩擦と静摩擦の差異があるため、初期値の影響が大きいよう
です。一連の挙動を解析する厳密な計算は難しく、実際の使い方に近い状態で
試験した値を利用するのが良いと思います。ボールプランジャーのカタログ値
などが参考になるのではないでしょうか。参考に添付しておきます。

http://takaicorp.co.jp/ballpl.html
http://imao.co.kr/items/pdf/200012216.pdf

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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。

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2012/06/04 08:51
回答No.8

回答(4)&(6)の方、
> 実際は、回答(2)さんが述べておられるように結構難解な問題です。
> 簡単な例では、アキシャル玉軸受のスラスト荷重
> 高校物理レベルだと性能に大きな変化が出ませんが
> 実際は大きな性能劣化になって現れてきます。
の抽象的な記述ですが、もっと具体的な記述をしようよ。

それと、小生は、
最終的には、質問者さんの記述を見てみないと判りませんが、
と、ことわっての記述で、技術的な内容の指摘をしているだけであります。
この場は、回答(4)&(6)の方の感想を述べる場ではありません。

本来は、
           │このバーが上に上がる力W
           │
           │ / ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
矢印に動く力F──→◎/
           /       
          │        
          └─────────
がより正確な記述で、
円筒と球が接触する角度(接触角)が、上マンガ絵の傾斜角度となります。

以上のような、基本的な類似点が理解できない、抽象的な記述や感想しか記述できない方の
HELPは遠慮願いたいものだね。

           │このバーが上に上がる力W
           │
           │ / ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
矢印に動く力F──→◎/
           /       
          │        
          └─────────

は、力Fの進行方向の円弧の接触角が右物体の傾斜角度としています。

2012/06/04 06:26
回答No.7

把持する物が真球では無いけど実作業で極めて近いと思われる例
レンズ加工における芯取り工程の加工物であるレンズをベルクランクで
固定して外径を研削する工程が当てはまるのではないか
レンズの両球面をリング(パイプ)状の治具で固定して直角方向から
研削砥石が外径を成形する この時のクランプ力と研削加工推力とのバランス
強くクランプすれば加工物は安定するがレンズに傷が付く 弱ければ固定が
安定せず外径の加工に不安が残る
回答には成らないけれど 何かの参考になれば

2012/06/02 20:39
回答No.6

>アキシャル玉軸受のスラスト荷重の算出方法を混同している方の記述があります。

本文も読んでそう言ってるのでしょうか?
うーん、こういう他の回答者に必要もないのに難癖つける人がいると、雰囲気が悪くなるよね。
 
 
何とかならんものか?

           │このバーが上に上がる力W
           │
           │ / ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
           ◎/
           /    ←── 矢印に動く力F   
          │        
          └─────────

この図って、質問の想定と合ってる?
全然違う事を書いているような気がするのですが。

2012/06/02 19:29
回答No.5

再出です。

最終的には、質問者さんの記述を見てみないと判りませんが、
◆ すべり摩擦係数の考え方
◇ ころがり摩擦係数の考え方
と、アキシャル玉軸受のスラスト荷重の算出方法を混同している方の記述があります。
やはり、難しく考えるのは良くないと思います。

円柱の鋼材を寝かして、円が水平方向から見えるようにします。
それを、もっと小さい円柱2本のピッチを大きな円柱の円より、若干小さくして持ち上げる
時に、大きな円柱の重量Wと小さい円柱2本が水平に拡がる力Fの釣り合い式を構築すること
に似ていると小生は思います。
小さい円柱2本を、小さい角材2本でも同じで、大きな円柱との接触部が
* 角材の平面部分  でも
* 角材のコーナー部分  でも
摩擦係数が異なるだけで、計算手法は同じです。


           │このバーが上に上がる力W
           │
           │ / ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
           ◎/
           /    ←── 矢印に動く力F   
          │        
          └─────────
の計算手法とも同じです。

お礼をおくりました

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