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ばね同士の力関係についての質問
- ばね同士の力関係についての理屈を教えてください。
- プッシャとワークのばね荷重の関係について、相殺されるのかを知りたい。
- 機構設計上、ばね同士の力関係が重要です。理解したいので、ご教示ください。
- 機械設計
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相対的関係は下図とした場合で考えますと ┌－－－┬──┐ │ プ │ ＜ │ ッ │ ＞ │ シ │ ＜ ←引張ばね │ ャ │ ＞ │ │ ＜ ┌─┐ └－－－┘ ↓ ＞ │ ＞ ┌－－－┐ ↑＜ │ ＜ │ ワ │ ＞ │ ＞ │ │ │ ＜ │ ＜ │ ク │ ＞ │ └-┴－－－┘ ＜ │ ┌┐ ＞ ┌┴───┐ ││┌──┴─┐ ↑ └────┘ ││└────┘ ←ベース 昇降 ││ ↓ ││←異物 ───┴┴──── ／／／／／／／／（固定） ベースが下降した時に異物に掛かる力F(N)は 下記の式になるのではないでしょうか。 F＝L(kp+kw) L：プッシャのばねの伸び量(mm) kp：プッシャのばね定数(N/mm) kw：ワークのばね定数(N/mm) 但し、プッシャとワークの質量はゼロとし、 あくまでばねの相対的力関係を示した式となります。 言葉にすると、プッシャのばねを伸ばした分だけ、 ワークの方のばねの伸び量が減ります。 よって、異物に掛かる力は プッシャのばねを伸ばす力 L･kp(N)と ワークのばねの伸び量が減じた分の力 L･kw(N)を 合わせた力になると思います。 F＝L･kp+L･kw＝L(kp+kw)
確かに分かりにくい日本語です。（私にとっては） 「矢印方向に吊っています。」 吊るとはどんな状態を示すものでしょうか？ 日本後的には吊るとは、下にある物を上に持ち上げることを言うのですが、 その吊るとは違う言葉なのかな。 イマイチ、状況がよくわからない。 「ワークを上に持ち上げるのに必要な荷重」 プッシャでワークを押し下げたのに、ワークを持ち上げる力とは なんのことでしょう？ なんとなく分かるような分からないような状況ですが、 回答1にある通り、図にあるプッシャとワークの両端が固定されているなら、 プッシャとワークの境界線の位置は、プッシャとワークの力が釣り合った 位置となります。 聞きたいのはこういうことではないかもしませんが。
機構がいまいち掴みきれませんが ばね荷重は 大＝小ではないのですか？ F（プッシャを押す力）＝KX＝kx＝f（ワークを押す力）で ばね定数の小さい方がより大きくストロークするだけであり 両者の前後の力は等しい。 回答（３）の図であれば F＝L･kp+L･kw＝L(kp+kw)で正しいですね。 勘違いしやすいのは、L･kpとL･kwがそれぞれ大ばね荷重、小ばね荷重でないという事です。 吊り合った状態の長さをそれぞれX,xとするとLだけ押し上げる力は Ｆ＝「X･kp+L･kp」－「x･kw－L･kw」であり、これが「大ばね荷重－小ばね荷重」となります。 X･kp－x･kw＝０なので F＝L･kp+L･kwになりますね。
お礼
お目を止めて頂きありがとうございます。 補足を追記しました。 お手透きでしたら今一度宜しくお願いします。