直線運動時の駆動荷重

質問

固定ラックと可動ラックで歯車をはさんで、歯車を動かしその倍のストロークを可動ラックで動かす装置の設計を行っています。
似たような装置の構成が出ています。ＵＲＬ参照ください。

この時、歯車を動かすのに必要な力Ｆは、歯車の負荷Ｗ１、可動ラックの負荷Ｗ２とした時、
Ｆ＝Ｗ１＋Ｗ２
という単純な計算でよろしいのでしょうか。

また、水平可動時と垂直可動時で条件は異なるのでしょうか。

ある歯車メーカに問い合わせたところ、計算方法が異なるとの話でしたが
具体的な説明をしてもらえなかったので、何方か教えてください。

よろしくお願いいたします。

http://www.mol.ne.jp/lecture/lca/082/index.html

回答No.2

noname#230359

転がり抵抗などを無視すれば、可動ラックは歯車の変位の２倍動くのですから可動ラックの負荷の２倍の力が必要です。
エネルギー保存則
Ｗ＝Ｆ×Ｌ
Ｗ：仕事
Ｆ：力
Ｌ：距離
から明らかです。
ご質問の歯車の負荷Ｗ１の意味が分かりませんが可動ラックの負荷をＷ２とすれば歯車を動かすのに必要な力
Ｆ＝Ｗ２×２
です。
垂直可動時は可動ラック側の質量を負荷Ｗ２にプラスしてください。
あとはきたじさんの指摘のように機械効率を加味したり、安全率を考慮してください。

お礼

早急な対応ありがとうございました。

回答No.1

noname#230359

どの程度の数値精度が　必要なのか存知上げませんが
ものすごく簡単な考え方として

Ｆ：平歯車を押す力
Ｐ：可動ラックが移動する力（反力と考えても良いですね）
とした場合
移動量に対して　力は反比例しますから・・・・

Ｆ＝Ｐ/2（単位は　Ｎ若しくはｋｇｆ）
で良いのではと　思いますけど
この式の根拠は　移動量の関係ですので
Ｆ＝2Ｐ（単位は　ｍｍ）

水平方向、垂直方向　それぞれについては　重力の影響で基本となる値が変わるだけで良いのでは？
と思います。
残るは　機械効率を加味したり、安全率を設けたりすれば良いと思いますよ

お礼

早急な対応ありがとうございました。