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計算式 カムで従動節を動かす力
2023/10/18 20:34
- カムが回転して従動節を押し上げる力を求める計算式を教えていただきたく投稿しました。
- 考え方も併せて教えていただくと幸いです。
- わかる方にはバカバカしい質問かもしれませんが、小生はわからずに悩んでいます。 どうかご教示ください。よろしくお願いします。
計算式 カムで従動節を動かす力
2012/12/10 23:19
こちらのサイトの動画にあるように、カムが回転して従動節を押し上げる力を
求める計算式を教えていただきたく投稿しました。
考え方も併せて教えていただくと幸いです。
わかる方にはバカバカしい質問かもしれませんが、小生はわからずに悩んでいます。
どうかご教示ください。よろしくお願いします。
http://e-tech.life.hyogo-u.ac.jp/kyouzai/mechanism/file/kamu2.html
http://e-tech.life.hyogo-u.ac.jp/kyouzai/mechanism/file/kamu2.html
回答 (9件中 1~5件目)
再々出。
簡単には、負荷側の動力=カム円板のカム接触部の動力 なので、
カム円板のカム接触部の動力算出から、カム円板の回転数が判れば、
カム接触部のトルクが算出でき、カム接触部の半径で除すれば力が算出できます。
そして、必要な力の方向と、トルクが掛かる方向を確認すれば、ベクトルの分力計算で、
貴殿の考えの力とその方向が算出できます。
未来ログのURLを確認してみてください。
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この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
下記、HPが参考になるかもしれません。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/6234522.html
http://yayoi3gatsu.sakura.ne.jp/excencam.cgi
なお、(自動車用)カムプロフィール設計の参考書はちょっと古いのですが
「自動車用ガソリンエンジン設計の要諦 山海堂」
をお勧めします。ご参考まで
原動機側の軸を回転させるトルクと、従動節?を押し上げる力の双方を
相互関係を含めて説明することが必要なように思います。
まずは、動作が十分に低速で、ジャンプが起こらない場合についての相互
関係を、質問者さんにご理解頂くことが重要と思います。その際、とりあえ
ず、摩擦は棚上げにして、エネルギー保存の法則が成立する場合について
きちんと把握頂けることが良さそうに思いますが、回答者の皆様はどのよう
にお考えでしょうか?
素人が出しゃばって申し訳ありません。
お礼
2012/12/17 00:02
ありがとうございました。
少しでもいいのでご説明いただけるところがあればお聞きしたいと
存じます。
どうかよろしくお願いします。
再出です。
> Sample動画におけるカム曲線からは頂点で最も変位が大きく、速度0、加速度maxとなる筈なので
> 従動節を押し上げる力maxを求めるだけならば回答(3)さんのように考えても良いのかも知れない。
> でも実際には回答(2)さんの言うように摩擦や質量からの慣性力でカム面からJumpingすることも
> 考えねばならないから加速度もやはり無視することが出来ない重要な運動の要素になるんだと思う
主旨は、良く判るのですが、質問の内容が“従動節を押し上げる力を求める計算式”や
計算方法です。
> 摩擦や質量からの慣性力でカム面からJumpingすることも考えねばならないから加速度もやはり
> 無視することが出来ない重要な運動の要素になるんだと思う
は、次のステップで、従動節に加わる負荷によっては、不要になるケースが多々あります。
また、小生はあまり気にして設計をする場面に出くわした経験がありません。
それは、初出の“URLに記している内容でのθ<45°(鋭角)の場合は、従動節を押上げる力[N]は
大きくなります。URLに記している内容でのθ>45°(鈍角)の場合は、従動節を押上げる力[N]は
小さくなりますが、カム機構では一般的にはこの範囲は使用しません。”が廻り廻って理由に
なるからです。
高速動作だから、カムを使用するので、Jumpingする考慮も大切と考えがちですが、設計すると
問題ではないことが多いです。
<これは、経験者だけだからであろうか?>
回答(7)の ohkawa さんの記載の通りだと思います。
先ず、力の算出方法をマスターして、それから時間の経過と共に力がどのように変化
するかを考えるべきでしょう。
初出内容に、追記しましたが、如何でしょうか?
お礼
2013/01/16 18:55
遅くなり申し訳有りません。
今設計便覧を見て、改めて力の算出方法を勉強しなおしています。
難しいですが頑張ります。
動画のように、本当に自動車エンジンの動弁機構で直押しタイプなら、
カム曲線がマルチサインか、ポリダインか、ポリノミナルかで、
力の計算式も異なります。
エンジンメーカーでは、当然ですが、普通に計算して求めます。
実測値も求めておき、あとで照合もします。
計算式は専門書をどうぞ。
他の方の回答にある、
> カムフォロアの無いものはあまり実用されず、
これは間違いです!!
殆どの二輪・四輪用エンジンで、この直押しタイプが使われています。
(ロッカーアーム式が少なくなりました。)
プッシュロッドを用いるOHVの大型ディーゼルエンジンでさえ、
カムフォロアなんて使っていません。
念のため。
> どういう専門書に載っていますか?
エンジン・内燃機関の書籍です。
一般的に、機構学の本には簡単な内容しか載っていません。
現在、私の手許にある本は、どれも古くて殆ど絶版です。
大きな本屋で御自身で確かめながら選んで下さい。
読み手の知識レベルに応じて、有意な内容か否かも異なります。
必ず目を通してから選びましょう。
計算式の要点を記しておきます。
・バルブリフタとカムが接する点での、カム曲線の接線を求めます。
・接線方向への力の分力を求めます。
・更に、その分力の、バルブ軸線方向の分力を求めます。(cos方向)
これが、お求めの、バルブ軸方向への力の大きさになります。
・書籍によっては、sin方向への力に摩擦係数を乗じて、
バルブの擦動抵抗とし、カムシャフトのロス馬力に加えるものもあります。
これで計算のあらましが、分かってもらえるでしょうか?
もう一つ。
初めの回答に書いたように、元のカム曲線の式が違えば、
その分力の式も異なります。
先ず、カム曲線を確かなものにしてから計算に入ります。
もし、「ポリダインカム」や「マルチサインカム」が分からなかったら、
バルブ軸線方向の力の計算は出来ないことになります。
それと微積分と三角関数は必須です。
頑張って下さい。
でも、そもそも何で、そんな力を求めたいのでしょうか?
お礼
2012/12/11 23:11
ありがとうございました。
>計算式は専門書をどうぞ
どういう専門書に載っていますか?
よろしくお願いします。
ありがとうございました。
相当複雑?難しい計算のようですね。
でも、できるようになりたいものです。
微積分ですか・・・・
その復習からかもしれません(汗)
>>でも、そもそも何で、そんな力を求めたいのでしょうか?
カムを使った機械があり、従動節にどれくらいの力がかかるのか疑問に
思ったので質問しました。
特に何かあるわけでもなく、ただそういう機械があるので計算で求めてみたい、
求める必要があると思ったまでです。
因みに自動車関係ではなく、産業機械に使われるカムです。
難しそうです・・・・orz
お礼
2013/01/16 18:56
ありがとうございました。
ご紹介いただいたサイトが共に閲覧できなく非常に残念です。
書籍のほうも近いうちに拝見いたします。
結構高額なので図書館で探してみようと思います。