回転による衝撃荷重の計算
- モーター回転中に鉄板に衝撃荷重が作用する際の計算方法を教えてください。
- モーターの軸に円盤を取りつけ、重心が中央にある鉄製アームを取り付けています。アーム先端部が鉄板に当たると、衝撃荷重が作用します。その計算方法を教えてください。
- 円盤を取りつけたモーターの回転中にアーム先端部が鉄板に当たると、衝撃荷重が発生します。その計算方法をお知らせください。
- ベストアンサー
回転による衝撃荷重の計算
モーターの軸に半径Rmmの円盤を取りつけ、円盤の円周上に支点のある m kgの鉄製アーム（長さLmm、重心はアーム中央)を取りつける。（ただし、アームはモーターの遠心力により、外向きに動く） モーター回転中（Nrpm)にアーム先端部を鉄板に当てると鉄板には１回転に１回衝撃荷重が作用しながら回転すると思いますが、その衝撃荷重はどのように計算すればよろしいでしょうか？
- 機械設計
- 回答数3
- ありがとう数2
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
円盤を取りつけたアームの運動を解析し、鉄板に衝突する際の速度および 加速度を計算してください。衝撃荷重は力積と運動量変化から求めることが できます。回答(1)さんも記述されていますが、衝突時の静止に至る時間の 把握が難しいと思います。測定してそのレベルを知っておくことが必要で しょう。 FEM解析の例を添付します。 http://www.kz.tsukuba.ac.jp/~isobe/66.pdf
その他の回答 (2)
アーム先端部を鉄板に当てた時のアームの変化姿勢で、アームが受け取ったエネルギー が計算できます。 そして、その姿勢に至るまでの時間で割れば、求まります。 ビデオ撮影し、それを作図し、前述の要領で計算して下さい。 機械工学書籍の“力積”や“衝撃係数”、“衝突係数”の内容を確認してみて下さい。 ネットでも確認できますが、簡単な記述となっているので、参考になるかは？？です。
お礼
回答ありがとうございます。 目標となる衝撃荷重になるように回転部のアーム等を設計したいのですが、 参考図書などご存知でしたら教えて頂けませんか？
円盤で考えるのは周速を求めるときだけ あとは普通に求めれば良いと思いますが まあ厳密に言うと接触角があるので 垂直方向にかからないのかもしれないが 結局減速時間が推定になると思うので 無視してしまう
関連するQ&A
- 回転体の荷重について
厚み10mm直径1000mmの円盤があります。 円盤には上部より100gf/cm2の一定荷重がかかっています。 円盤が停止している場合と、円盤が300rpmで回転している場合では 円盤の下部にかかる荷重は変化してくるでしょうか？ ちょっと訂正します。 ここでは荷重を確認したのではなく 円盤下部の摩擦力を確認したい。 円盤が停止している場合の摩擦力は 摩擦係数×荷重 円盤が回転している場合の摩擦力は やっぱり摩擦係数×荷重？ 回転していると遠心力により 運動方向と異なる方向に力が発生しますが これが何らかの影響を及ぼさないかなあ、と。 質問整理されてなくてすみませんが、よろしくお願いします。 更に質問に対してご指導いただければありがたいです。
- ベストアンサー
- その他（機械加工）
- 回転アームの長さと衝撃力の関係
質問をいたします。 重心位置が回転軸よりLmm距離のアームにおいて、回転軸よりL/5ｍｍの距離にストッパを設置する検討をしております。 回転軸中心でアームが回転し、アームがストッパに当たることにより回転動作が停止します。ストッパの設計上の強度を検討するため、Lmm位置にロードセルを設置し、衝撃力を測定しました。衝撃力を実測し、ストッパへ掛かる衝撃力を計算しようと考えておりますが、静荷重ではないので、どのように計算すればよいかわかりません。 回転軸よりLmm距離で実測された衝撃力をFとした場合、ストッパに作用する動的な衝撃荷重の計算の仕方を教えてください。剛体で考えた場合の計算方法です。 よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 機械設計
- ベアリングの荷重の計算方法
お世話になります。 ベアリングの選定を行うのですが、 荷重の計算方法がわかんなくて困っています。 モーターの先に製品を回転させる構造なのですが、 軸受けは円筒ころ軸受けを使用して、 ラジアル方向の荷重を計算する時に モーターの定常運転時の駆動トルクと 回転体の遠心力がわかっているのですが、 モーター軸中心と回転体軸中心が５ｍｍ偏心していて、 これをどう考えたら良いのかがわからず困っています。 ちなみに起動時のトルクは今回考慮しません。 恐れ入りますが、教えて頂けると嬉しいです。 宜しくお願い致します。
- 締切済み
- 機械設計
- バネを硬くすると荷重移動が出来なくなる？
こんばんは。 ふと疑問に思ったのでお聞きします。 バネを硬くすると荷重移動が出来なくなる・上手くいかなくなる、といいますが 視覚的に全然バネの沈み込みがなくても、減速や旋回等で縮ませようとする力が働いていれば その時は荷重が乗っている状態になっているのではないのですか？ 重心とロールセンターやピッチングセンターが離れている以上、 各センターを支点に回転しようとする力（＝バネを押しつけようとする力）は 必ず生まれると思うのですが。。。 お教えいただけないでしょうか？
- ベストアンサー
- 国産車
- 重量のある物体を回転させるときの力について
重量のある円盤を平面回転させるにはどれくらいの力が必要なのでしょうか？ 円盤を回す際には、軸や側面に力を加えるのではなく、円盤の半径の半分くらいを予定しています。 ボールベアリングで摩擦を軽減して、なんらかの力で、その円盤を回転させるにはどのような力の関係があるのでしょうか？ 例えば、内接する正三角を支点として3点のワイヤーから引いた場合、どれくらいのトルクをかければ回るのでしょうか
- 締切済み
- 物理学
- 回転テーブルのトルク計算
設備管理している者ですが、今回工場内で使用している回転テーブルを手動式から自動式に変えたいのですが、モーター選定前のトルク計算で困っています。具体的に１．２ｍの円盤に１ｍ角のワーク（約1トン）を乗せるのですが、このときの回転体のトルク計算は？ 通常トルク＝荷重×距離は理解しますが、分布荷重の場合はどのように計算すればよいのでしょうか。またＧＤ二乗値の計算も合わせて教えて下さい。
- ベストアンサー
- 機械設計
- 円盤の回転距離と中心の移動距離
こんにちは、とても基本的で当たり前のことと言われればそれまでなのですが、どうかお付き合いください。数学のカテゴリで正しいか分かりませんが、よろしくお願いします。 添付の図（上段）をご覧下さい。平らな面を円盤がスリップすることなく転がっています。この場合、円盤の中心の移動距離は、回転距離（言葉が正しいか分かりませんが、回転した角度に半径をかえたものです。たとえば、2πが回転角度で一回転したのならば、円周で2πr）となりますが、なぜこうそうなるのでしょうか。かなり当たり前といわれてしまう問題なのですが、どうにか、図的にでも数学的にでも説明できないかと考えています。 たとえば、円盤の代わりに、正方形を使うと図的に簡単に説明できます（添付図の下段）。このように、円盤の場合でも正方形の場合と同じようにうまく説明できればと考えており、どうかお教えください。お願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 回転軸のトルクについて
よろしくお願いします。 垂直方向に回転軸があり、重心が軸からｍの距離にある重量ｗの物体を回転させます。角加速度ａとする。 その回転軸に半径ｒのギヤを装着、さらにモータ軸に同半径のギヤを装着したものを連結して駆動させます。 このときの必要トルクは・・ 軸の回転トルクｔ＝ｗ×?×ａと思いますが、 モータの必要トルクはｔ/ｒとなるのでしょうか？ すいません教えてください。
- 締切済み
- 機械設計
- 回転系と慣性系
回転系の問題を解いているうちに、どうしても分からない矛盾に出くわしました。 元々は複雑な問題だったのですが、疑問点以外の要素を捨象したところ、 次のような問題に帰着されるようです。 慣性系に対して角速度ωで回転する系において、回転中心から初速ゼロで半径方向に一直線に遠ざかって行く物体があるとします(このような運動を起こすためには適切な外力を加えなければならないでしょう)。ある時刻において物体が中心からrの距離に到達し、その速度が半径方向外向きにvとなったとき、この瞬間までに外力が物体に対してなした仕事Wを求めることを考えます。 物体の運動エネルギーは0から(mv^2)/2に増加し、これは外力と遠心力とがそれぞれ物体に与えた仕事の和に等しいはずです。遠心力は正の仕事 ∫(0からrまで)mxω^2dx = {m(rω)^2}/2 を与えるので次の式が成り立ちます。 (mv^2)/2 = {m(rω)^2}/2 + W これよりW = m{v^2 - (rω)^2}/2となります。 次に、この議論を慣性系において行ってみます。運動の終点で物体は半径方向外向きにv、接線方向にrωの成分を持つ速度を有しています。したがって運動エネルギーは m{v^2 + (rω)^2}/2となり、これが外力のなした仕事に等しいので、 W = m{v^2 + (rω)^2}/2 となってしまい、先ほどの回転系で得られた結果と一致しません。 一体どこが間違っているのでしょうか。
- ベストアンサー
- 物理学
- 慣性モーメントについて
いまいちよくわかりません。忙しいと思いますが、教えてください。 密度ρの物質でできている、半径a厚さdの円盤と、半径b厚さdの二つの円盤を、重心を合わせてはり合わせ、半径aのほうの円盤の円周に沿って長さｌの紐を巻きつけ一定の力Fでその紐を引っ張り、回転させることを考える。 という問題で、 慣性モーメント・・・I=(1/2)*π*ρ*d*{a^(4)+b^(4)} 角速度・・・・・・・ω＝2F/[π*a*d*ρ*{a^(2)+b^(2)}] 運動エネルギー・・・k=I*ω^(2)/2=F^(2)*(a^(4)+b^(4))/[π*a^(2)*d*ρ*{a^(2)+b^(2)}^(2)] という風に自分で考えたんですが、角加速度と回転のエネルギーがよくわかりません。どう考えればよいのでしょうか。あと、上の慣性モーメントなど間違って考えてるかもしれないので、もしそのときは、教えていただけると助かります。 よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
回答ありがとうございます。 実際にやってみないと難しそうですね。 衝突時して静止に至る前に次の衝突が始まる場合はどのように考えればよろしいでしょうか？