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変位量を制限した軸の寸法要因   忘れたらアカン ものづくり

忘れたらアカン、ものづくり のブログを書いている、マーシーです。

今日は、変位量を制限して伝達する軸の寸法の決定要素 について述べます。


■ 変位量を制限して伝達する回転軸の寸法の決定要素

 (1)応力
    回転軸でありトルクを伝えねばならないから、応力の問題も
  もちろん検討からはずすわけにはいかないのは確かです。しかし、
  回転軸の主目的が変位量伝達であるから、エネルギーだけ伝達
  できても、その本来の指命を達成しているとは限らない場合があ
  ります。
    ねじれ量が大きいときには駆動側は動かしたが、従動側は
  ねじれ量で吸収されてしまって必要なだけの変位が伝達されま
  せん。あるいは2個所を同量だけ動かしたいがねじれ量での吸収が
  同一でないために同量だけ動かないといったことが起らないよう
  にしなければなりません。
 
 (2)ねじれ量
    従動側の抵抗に抗して,駆動側の変位を従動側に伝えるに
  は、ねじれ量をできるだけ少なくないように制限が必要です。
  制限の仕方には伝達せねばならない末端の作動目的によって種々
  あります。
    
  1.アイドル、ストロークは多少あっても伝わればよい。

  2. 2個以上の末端に時間遅れは多少あっても、とにかく同時に
    同変位量だけ伝えたい。

  3. 敏感即時に伝えたい、時間遅れは困る。


  ① アイドル、ストロークは多少あっても伝わればよい場合
    それほどねじれ量にこだわることはないわけであるが、駆動側は
  従動側が動いてこれを伝えるようになるまで、どこまでも追っていけ
  る場合は単にねじれ量の大きさは時間の遅れとその分に相当する、
  より大きな駆動側のストロークが必要となるだけである。しかし駆動
  側の変位可能量に制限がある場合には、従動側が駆動側の変位量の内
  において、従動側に必要とする変位を伝えなければなりません。その
  ためにはねじれ量を許し得る制限内に入れられるだけの剛性のある太
  い軸を使用する必要があります。

  ② 2個以上の末端に時間遅れは多少あっても、同時に同変位量だけ伝えたい場合
    例えば天井クレーンの両側の走行車輪は、常に同時に同じ量だけ
  動いてくれないと左右の走行距離に差がついて、走行レールから車輪が
  外れてしまう心配があります。この場合、軸は多少大径にして、中央で
  駆動して左右のねじれ量を同様にし、またねじれ量も少なくなる様にし
  ています。
  
  ③ 敏感に即刻伝えたい、時間遅れは困る場合
    自動制御の信号によって作動する駆動側の動きを従動側に伝える機構
  内の伝達軸などは、駆動側の動きで従動側がすぐに動いてくれないと信号
  に対する制御が時間遅れとなります。時間遅れは行きすぎの対応を常に
  指令することとなり,自動制御はその目的を達せられない場合があります。
    このような場合の伝達軸は、ねじれ量を制御機構が望む必要精度に
  対応できるまで制限を加えた計画を必要とします。
 
 (3)中空軸
    変位量伝達の場合は、前項で述べているように、同一トルクに対する
  ねじれ量が少なければ少ないほど良いのは確かです。中実軸でねじれ量を
  少なく制限すれば径が大きくなり重量が重くなり、発生応力だけが不必要
  に小さくなるだけでむだになります。パイプなどの中空軸の使用について
  も検討する必要があります。
 
 
図解 モノづくりのための やさしい機械設計
図解 モノづくりのための やさしい機械設計有光 隆 八木 秀次


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