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軸の設計について
- 軸の設計についての質問。想定するべき荷重は最悪の場合、モータ最大トルクをギアピッチ円半径で割った荷重の2倍と考えられるか。
- ハウジングもギアもプラスチックで、軸は場合により真鍮。サイズは弁当箱ぐらい。同様の機構の設計経験のある方からの教授をお願いします。
- モータ駆動の機構停止についての意見も大歓迎。軸の強度計算についてもご意見をいただければ幸いです。
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＞弁当箱サイズでの考察なら、 コレが曲者なんですよねぇ 本件は恐らく軸径どーたらの話じゃあなくて コストダウンかもしくは小型軽量化の話でしょうね 軸径を少々細く削ったところでコストダウンにはならんでしょう 加工時間が延びるだけで逆にコストアップではなかろうか？ ミリグラム単位の軽量化しかならないだろうし なので、本命は↓と見た！ 回答（5）のお礼 ＞プラスチックの軸の場合もあり、また軸が金属でもハウジングがいってしまうということもあって 回答（3）の補足 ＞モータがＤＣモータなどになると つまり ハウジングは極限まで薄くして小型軽量化 モータはステッピングモータからＤＣモータに変えてコストダウン それに合わせてギアとか軸を再設計する 質問文にハウジング強度云々が無いのは それらは他社か質問者の会社の他部署がするので質問者の所掌外 そして更に電気制御も所掌外 なので、ＤＣモータがどういう風に駆動するのかも関知しない ブラシレスＤＣモータを速度制御するのはコストアップなので考慮外 ブラシ付きＤＣモータを速度制御無しで直結駆動 ＜コストダウン効果は最大 なので 「高速でぶっつけ停止させる」 の確率が高い 質問文か補足に 「ステッピングモータの速度を上げたい」 とかの記載が有ったなら、高性能化を狙ってると推測も出来るので ブラシレスＤＣモータの速度制御も検討課題には上がるが それは無さそうだし ＞最後に、小生なら両振りの疲労荷重条件での許容荷重としますがね。 憶測ですが、現状の軸径は３ｍｍ程度じゃあないかな？ http://jp.misumi-ec.com/vona2/detail/221004949472/ これを軸径２ｍｍにしたところで コストダウンにも軽量化にもならんでしょうねぇ
初期設定を忘れてる >>ハウジングもギアもプラスチック、軸が場合により真鍮 おもちゃか家電相当品だと妄想 私以外鉄で考えていないか だんだん話がそれてるし
番外－２ >> 意図は確認して欲しいし、IAIオーバーランメカストップや工作機原点サーチでも類似 > 残念ながら似て非なるもの > 似てる事：モータ軸がロックするまで回す事 > 非なる事：ロック直前の速度は低速である事 > 重要なのは「トルク」でなくて「速度」 よく記載が解らない。 IAI等の直動ユニットのオーバーランメカストップの前には ＊ オーバーランリミットスイッチ ＊ オーバーランソフト（プログラム）スイッチ があり、メカストッパーへの激突は、それ等のスイッチにて急速に制動がかかり低速します。 ですが、暴走であるオーバーランリミットスイッチやソフト（プログラム）スイッチが 作用しない事態になっても、基本的には修理しないで再使用できる構造が、弁当箱サイズ 位のスペックなら当然である。 弁当箱サイズでの考察なら、 ? 負荷の慣性力も左程大きくないし、それはメカストッパーに主として吸収される ? モータ等の駆動系慣性力は負荷慣性力程大きくないし、反力が伝播しても起動トルク等 以上のトルクはいなされる 因って、質問内容の > この場合、件のギアの軸にかかる荷重は、最悪（誤動作的なものも考えた場合）の場合、 > モータ最大トルクをギアピッチ円半径で割った荷重の２倍と考えて良いのでしょうか。 > 衝撃荷重でしょうから、安全率がなんぼという話は別として。 に関しては、略YESで、できれば３倍でということです。 以上から、 モータ最大トルクをギアピッチ円半径で割った荷重の２～３倍と考えて良いので、 それから求めた２～３倍荷重を基に、“衝撃荷重でしょうから”その安全率で求めた 許容荷重にて、ギアの軸径を算出すればよいとなる内容では？ 質問者が、 > 衝撃荷重でしょうから、安全率がなんぼという話は別として。 と記載しているので、ギア軸径算出の許容荷重設定値は別としてなので良いのでは。 最後に、小生なら両振りの疲労荷重条件での許容荷重としますがね。
>>>> 安全率・・・質問とは外れるが、技術論であるからご勘弁を・・・ http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=183923&event=QE0004 >小生は前述の（1/3 × 1/3 × 1/2 ＝ 1/18）18を安全率として計算をしています。 まぁ、独自理論というか奇を衒い無知を誤魔化している巫山戯た設計だろう。 youには強度計算書などは作らせられないし論理的な文章は到底ムリである。 強度計算というか工学の基本理念が尽く怪しいのは既に私は見抜いています。 私が上司ならば仕事はトレースだけ。あわよくば消えてほしい厄介爺である。 おまけに先の投稿では、建築設備である耐震金物を耐震設計も知らないのに、 上から目線で(実は低レベル）大ホラを吹いてどうだ、すげだろっと威張る。 ちなみに鋼構造物設計基準の基準強度は降伏点であり、耐震設計ではこれが 基準。耐震クラス毎に既に安全率は見込まれているというかモノが違うのだ。 初心者の設計であれば慎重かつ臆病に周囲に聞きまわるだろうがyou は違う。 こんな酷い設計士モドキに、仕事を任せられる神経が私はシンジラレナイ！ なまじ知識をハサミを持っている設計モドキは危なくて仕方在りません逮捕。 ※間違っても、you の言動に惑わされ正道から外れない正しい目を養いたい。 お盆休み・・・6日間・・・合計6冊の工学書を読むことに目標を定めました。 皆さんは、どのように過ごされますか？ 間違っても you のようにならない ためにも自己研鑚に努めましょう。人生、死ぬまで勉強。目指せ一流設計士 >>> 番外-2 時空を超越してしまっているから、もう時間の概念も無いのだろう・・・ 衝撃荷重も疲労限度もゴッチャ混ぜになってりまっていてw 笑うしかない。 疲労計算には応力振幅というものがあるのを失念されているのか知らんのか？ 安全率は設計者が決めるべきものでアポターyouが勝手に決めるのは如何か。 知ったかぶりで中身が無いことは既に皆知っていますので、隠す必要は無い。 御願いですから、もう少しだけ投稿回数を減らして頂ければ皆の幸せになる。
>>>（18） ＞意図は確認して欲しいし、IAIオーバーランメカストップや工作機原点サーチでも類似 残念ながら似て非なるもの 似てる事：モータ軸がロックするまで回す事 非なる事：ロック直前の速度は低速である事 重要なのは「トルク」でなくて「速度」 回答（15）の補足でコンベアのストッパを書いたけれど あれはせいぜい早くて１０ｍ／ｍｉｎ程度の事 http://www.makitech.co.jp/conveyor/4/kr.html ３０ｍ／ｍｉｎ以上の高速コンベアでは困難 ＜それなりのノウハウが必須 ↓でストッパにぶっつけ停止させたら悲惨な結末 http://www.meikikou.co.jp/conveyors/rapid_flow.html
>>（18） 結局なに？支離滅裂で理解不能。 サーボモータがなぜ出て来るのか、そもそも経緯を含め主張を理解できる人は皆無だから納得なんてするわけないでしょ。 とりあえず理解しようと努力して答えますが、 若輩者の私は常時ONで原点踏んでOFFの根拠として、センサ断線してる状態で原点復帰して場合の不慮の事故を防止するのが目的だし大前提と習ってました。 先人の知恵ですか、そんな理由もあったんですね～。ためになります。
つられてたまるかと思っていたが もうあきれてものが言えない 質問者はポカーンだろう 話が訳の分からんほうに行ってる 減点方式にすると減点しあいっこで成り立たなくなるから 連投したら減点するシステムにしたらどうだろうと 神様に唱えておく もう質問内容と別次元にいttrry 読んだら非表示にしてね
番外－１です。 質問内容に対しては、再々出を確認ください。 > モータ駆動などの機構停止をメカストップで強制的にするなんてしないんだよなあ に関しては、小生も初出に記載しておりますが異論があります。 此処の回答者さんの多くは工作機械関係のオーソリティーも多くいますね。 小生の最初の数値制御は、DCサーボモータしかなく、エンコーダー別手配で、原点は 近接センサにてのOFF→ONではなく、ON→OFF仕様で此方の方が精度が良い理由と認識。 それから、十数年経過し、Ｆ社サーボモータの原点出し仕様が、メカストッパーにぶつけて やっていると聞かされた。 当然、トルクは絞っているであろうが、精度がすこぶる良いと聞かされた。 その後、今度は原点センサがなくなるコストダウンで、採用するメーカーが出てきた。 何れも、メカストッパーに当てての原点サーチ。（していたのが正しいかもしれない） 以上を記載すると、納得の工作機械関係オーソリティーもいると思いますがね。 質問者追記記載の > 皆さまのご経験上で、「そもそも、モータ駆動などの機構停止をメカストップで強制的に > するなんてしないんだよなあ、なぜならこうなってしまうから。だから、軸の強度計算と > して最悪なのはこれこれの計算をします。」等といった、 > ご意見などもありましたら、大変参考になりますのでご教授願います。 があるので、“モータ駆動などの機構停止をメカストップで強制的に”事例を記載。 意図は確認して欲しいし、IAIオーバーランメカストップや工作機原点サーチでも類似 機構は多々あり。
再出 安全率、耐久性、寿命．．．下記の参考のように、都市伝説化して 株主総会の遡上に載せられたり新聞記事になったりすると洒落になり ませんね（しかし結構みんな一度は経験していたりもする） 本題に戻って >>モータ駆動などの機構停止をメカストップで強制的にするなんて >>しないんだよなあ ご質問を拝見した時、真っ先に同じことが頭に浮かびました 然しながら、質問者さんの置かれている立場で、そのようにせざるを得ない 事情があるのでしょう それが製品の根幹にかかわることで説明することが憚られるのであれば、 百戦錬磨の回答者さんたちもより突っ込んだアドバイスは難しいと思います >>そんなに珍しい事なのかなぁ？ まあ、設計用途は業種によって様々ですので．．． 小生の場合、回転位相でミクロン単位の精密位置決めが必要なケースが 多かったことより、 ・誘導モータ 近い位置で電気的に停止させ円盤ノッチへ エアシリンダーでシャフトを挿入位置決め ・ステッッピングモータ 回転停止位置がばらついても精密位置決め が可能なゼネバ機構採用 といった方法を用いていました 自分は設計していませんが、もちろんメカストップ機構をみたことも あります モータ駆動の位置決め停止をメカストップによって行なうことについて 少しだけネガティブなことを述べたら、諸先輩方より「定番の方法である」 とのご意見を頂いたので、仰せの通りに従います 回答(18)氏の記載について、言わんとされていることは分からなくもないが、 聞かされ話に若干の認識違いがありそうです しかし、質問とは無関係なので、とくにコメントはありません 日和見主義の元工作機械エンジニアより >>連投したら減点するシステムにしたらどうだろうと神様に唱えておく これには激しく同意です しかし、最近、神様は本当にいるかどうか分からなくなってきました 少なくとも小生の身の回りから神様は消え去ったみたいです ※質問に無関係なカキコミをお許しください
私も再々出 安全率の話だが、F1の原子炉建屋は地震に対しては十分過ぎる安全率であったが 見事に木っ端微塵に吹き飛んでしまった。想定外で片付けるのは簡単であるが、 その製品や場合により、またその重要度により適切にかつ慎重に考えるべきだ 安易に安全率が低いから洗練された設計とか高いから安全であるという考え方 は既に設計としては如何かと思う。単に確率論で言って済む場合もあろうが、 長期に渡り故障せずに安全に使える機械が私は良い機械、設計であると思う。 どこかで聞いたがタイの地震でドイツの機械は堅牢でビクともしなかったが、 日本製の工作機械は誤差が生じて再調整に相当に時間が掛かったらしい。この ようなものも想定外と考えていたのだろうか？この考え方の違いは何だろう。 私も若い頃は、設計計算でギリギリを極めた機械が洗練された最高のものだと いう自負と驕りがあった。しかし経験を積み設計の塩梅を見極めることも重要 であると思う。そういう意味で今回の質問は少なくとも実務的ではないねぇ。 旧来からの安全率を安易に否定することにも、私は疑問に思えます。例えば、 最近設計した大型機械の振動が加わる部分では、旧来の両振り安全率8を採用 したがOverSpec気味は分かるが其のリスクを考えると適正なものだったかと 思っています。まぁ後の悔いはないだろうっと、そこらが最も悩むところだ。 長文失礼。人の文句や自身の自慢ではなくて純粋に技術を語り合いましょう。 そうそう、耐震基準クラス分けはS,A,Bになったが↓URLは少し辺ですかね。 機械設計ではクラス分けはしていない。だから尚より一層に混然とするのか。 我社の設計では溶接記号も満足に知らなければ、仕上げ記号も更には・・・な 製図士にもなれないような設計士モドキがウジャウジャいるが勿論、強度計算 などもまづ出来ない。そんな人間が安全率を語っているのを聞くと笑えます。 一体彼らは何をできるのか？優秀な設計士でなくともよいがレベル低すぎだyou AUTOCADを知らない人間同士がレイアウトやレイヤー、縮尺のことを語っている のを聞くと笑えます。最低限、機械設計士が持ちあわせていなければならない 知識すらないアンポンもまた多過ぎます。だから欧州よりも日本は設計レベルが 低いと言われる昨今。頑張ろうよ日本、中小零細の製造業の皆さんへ。。。。。 3D_CAD・・・INVENTORを買ってほしい。(YouTubeを偶に見ると劣等感を感じる) 欧州や米国の一流どころの会社の機械では殆どが3Dで考え設計、解析している。 日本ではアンポン上司が過去の栄光に縋り未だに2Dと安全率12神話に固執する 愚痴になった。しかし明日はどっちだ？
