偏芯カムの回転トルクの計算方法

Question

偏芯板カムを使用した機構の回転トルクを求めたいのですが、計算方法がわかりません。
何方かわかる方がいらっしゃいましたら、教えていただけると助かります。
以下が諸条件になります。
板カム直径：φ47，回転軸偏芯量：13.5mm，動作側(カムフォロワ)：φ19，回転軸～カムフォロワ間距離：21.5mm
※上記状態ではカムフォロワは板カムに接触していません。
※カムフォロワはリニアガイド上に固定されており、約2kgfにてばねにより
板カム方向に押し付けられています。

Answer

遅再出。

どれもこれも、同じ処理方法、ワンパターンで解決する、簡単な魔法があるのに。

Answer

調子よく答えている人がいますがｗ

図を書いてみようとすると…
回転軸偏芯量：13.5mm　回転軸～カムフォロワ間距離：21.5mm　てことは　
2kgfのベクトルはカムフォロアの動きに従って変わるんですよね？

Answer

> 偏芯板カムを使用した機構の回転トルクを求めたいのですが、計算方法がわかりません。
> 何方かわかる方がいらっしゃいましたら、教えていただけると助かります。
ですが、回転トルクを求めて、何に使用する予定ですか？

カムに関しては、
? カムフォロアに作用する力（カム円板の回転方向又は、カムレバーのレイアウトで選択
　 が可能）が、カムレバー中心に対して、流れ側（引張応力側）にするか、突っ込み側（
　 圧縮応力側）にするかで、設定接触角度にノウハウがある
　 ノウハウは、秘密です
? 接触角度を角速度で除すると、時間当たりの負荷が算出できる
が重要で、その計算確認の基礎として、算出されます。
初歩的な内容です。

さて、簡単に考えるには、動力計算方法を用います。
カムで作動させる物体は、直線運動が多く、
※ 垂直動作では、
　 物体の重さ[kgf]×作動速さ[m/sec]÷１０２（定数）＝作動動力[KW]
　 で求まります。
※ 水平動作では、
　 物体の重さ[kgf]×μ（摩擦係数）×作動速さ[m/sec]÷１０２（定数）＝作動動力[KW]
　 で求まります。
その動力を、カム円板のカムフォロア部分で処理対応しているので、
動力[KW]＝２×π×Ｎ[rpm]×Ｔ[kgf･m]÷(102×60[sec/min])
回転数；Ｎ[rpm]、　トルク；Ｔ[kgf･m]、　60[sec/min]；分 ⇔ 秒　変換
に置き換えると、カム円板の回転数が解れば、トルクが求まります。

直線の動力計算である、
Ｆ（力）[kgf]×Ｖ（速さ）[m/sec]÷102（定数）＝Ｐ（動力）[KW]
も、回転の動力計算である、
２×π×Ｎ（回転数）[rpm又はr/m]×Ｔ（トルク）[kgf･m]÷（102×60[sec/min]）
は、同じことです。

Ｔ（トルク）[kgf･m]は、Ｒ半径[m]×Ｆ（力）[kgf]なので、
Ｒ半径[m]×２×πで、円周長さ[m]が求まり、
回転数で１分間に、その円周を何周するかが判り、
（Ｒ半径[m]×２×π）×Ｎ（回転数）[rpm又はr/m]にて、
速度が求まります。但し、その単位は[m/min]なのです。
ですから、Ｖ（速さ）[m/min]÷60[sec/min] 計算にて、Ｖ（速さ）[m/sec]にします。

以上から、
２×π×Ｎ（回転数）[rpm又はr/m]×Ｔ（トルク）[kgf･m]÷（102×60[sec/min]）
　　　　　　　　　　↓
Ｆ（力）[kgf]×Ｖ（速さ）[m/sec]÷102（定数）
になることが判るでしょう。

エネルギー保存の法則で、
直線エネルギー＝回転エネルギー
稼働物の動力＝カム円板のカムフォロア部分の動力
となることから、求めることが可能ですし、簡単な方法です。

後は、カム円板のカムフォロア部分の動力と、貴殿が使用したいトルク的考えの力の方向が
異なれば、ベクトルを使用する分力計算で、貴殿が実際に求めたい力又はトルクに補正します。
そして。単位時間当たりの力又はトルクチェックや、突っ込み側又は流れ側での分力計算と
カム効率もですね。

最終的に、カムはトルクも大切ですが、
ｉ＝カムフォロア部の動作量[mm]：負荷側の動作量[mm]
が、重要ですよ。

Answer

以下参考にしてください

http://www.kumagaya.or.jp/~tarai/camtheo.htm
https://yayoi3gatsu.sakura.ne.jp/rd.cgi?f=cam_help
http://hp.vector.co.jp/authors/VA041064/structure/cam_dictionary.html

偏芯カムの回転トルクの計算方法