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偏心カムの推力を計算したい！計算方法を教えてください！
- 偏心カムの推力を計算したいのですが、計算方法がわかりません。
- 直径Ｄの円形のカムに偏心量Ｅを持つ場合、カムの回転中心にトルクＴを入力すると、カムの運動を使って上下運動に変換しようとしています。
- しかし、0～180度の運動範囲で上方向の推力がどのように変化するのかがわかりません。教えていただけると助かります。
- 機械設計
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偏心カムの推力とは原動節であるカムの負荷トルクでよろしいか？ 負荷トルクは従動節の押し圧力と圧力角およびカム面の摩擦により決まり ます。カム形状を選択した後，タイミング線図を描いてみて下さい。 線図に対応して各位置での圧力角およびカム面の摩擦を知れば，負荷トルク を計算で求めることができます。
難しい計算や方程式を使うと、計算ミスをします。 簡単に考えれば、カムやねじ効果、楔効果、天秤、シーソー等々は、 力と動いた量（又は速度）の積（エネルギー）が同じと考えて、 カムのトルクと変位角の積＝推力×推力方向に動く量 で求まります。 偏心カムの回転中心が中心よりＥmmズレているなら、 回転中心から直径Ｄの円周までの距離も変化して、トルクが同じなら 円周上の力も変化します。 できれば、角度をゾーン分けして、グラフで推力を点で求め、その点 をつないで推力を求めた方が良いでしょう。 参考に、楔効果で考察しますと、先端角5°の斧を振り下ろす力をＦと しますと、楔角は5°/2なので、tan（5°/2）≒0.0437であるなら、 斧を振り下ろす側に進む距離は100に対して、横に進む距離は4.37mm×2 （両側に広がるため）＝ 8.74mmとなります。 1/0.0874＝11.44倍の力が横に進む力となります。（摩擦を無視すると） それを回転方向で行なえば、計算は可能です。 正確には、回転方向を円周長にして、距離（長さ）として計算します。 その内容は、以前違う分野で紹介したこの森のサイト（技術の森31301） を確認すれば、できると思います。 カムの圧力角は、 actan（カムの推力方向移動距離÷カムの周長方向移動距離） です。 力は、トルク÷（回転中心～カムの接触点）で求まり、 その1/（カムの推力方向移動距離÷カムの周長方向移動距離） が推力になります。 摩擦係数0.2を考慮すると、actan0.2＝11.3°となり、 actan（カムの推力方向移動距離÷カムの周長方向移動距離）で 求めた角度＋11.3°で計算します。 難しいかな？
