説明されたリンケージの種類
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リンケージは、2つ以上のレバーを一緒に接続することで形成されるメカニズムです。リンケージは、力の方向を変更したり、2つ以上のオブジェクトを同時に移動させるように設計できます。多くの異なるファスナーを使用してリンケージを接続しますが、ピン、エンドスレッドボルト、ナット、ゆるくフィットしたリベットなど、自由に移動できるようにします。 2つの一般的なクラスには、単純な平面リンケージとより複雑な特殊リンケージの2つのクラスがあります。;どちらも、直線や曲線を説明したり、異なる速度でモーションを実行するなどのタスクを実行できます。ここで指定されているリンケージメカニズムの名前は広くありますが、すべての教科書や参照で普遍的に受け入れられていません。リンケージは、主要な機能に従って分類できます。
- 関数生成：フレームに接続されたリンク間の相対動き
- パス生成：トレーサーポイントのパス
- モーション生成：カプラーリンクのモーション
単純な平面リンケージ
以下に示す4つの異なる単純な平面リンケージは、関数によって識別されます。
- 逆モーションリンケージ、以下の図Aは、オブジェクトまたは力を反対方向に動かすことができます。これは、入力リンクをレバーとして使用することで実行できます。固定ピボットが移動するピボットから等距離にある場合、出力リンクの動きは入力リンクの動きに等しくなりますが、反対方向に作用します。ただし、固定ピボットが中心になっていない場合、出力リンクの動きは入力リンクの動きに等しくなりません。固定ピボットの位置を選択することにより、リンクを設計して、特定の機械的利点を生成するように設計できます。このリンケージは、360°で回転することもできます。
- プッシュプルリンケージ、図Bは、オブジェクトまたは力を同じ方向に動かすことができます。出力リンクは、入力リンクと同じ方向に移動します。技術的には4バーリンケージとして分類され、機能を変更せずに360°で回転できます。
- 平行モーションリンケージ、図Cは、オブジェクトまたは力を同じ方向に移動させることができますが、設定された距離で離れています。平行四辺形の対立するリンクの移動および固定ピボットは、このリンクが正しく動作するために等距離でなければなりません。技術的には4バーリンケージとして分類されたこのリンクは、機能を変更せずに360°で回転させることもできます。オーバーヘッドケーブルから電車の電力を獲得するパンタグラフは、並列運動リンケージに基づいています。トレースやコピーなしでオリジナルの図面を手動でコピーできるようにするパンタグラフの描画も、このリンクの適応です。最も単純な形式では、ツールボックスカバーが開かれたときにツールトレイを水平位置に保つこともできます。
- ベルクランクリンケージ、図Dは、オブジェクトまたは力の方向を90°変更できます。このリンケージは、電気クラッパーが発明される前にドアベルを鳴らしました。最近では、このメカニズムは自転車ブレーキに適合しています。これは、2つのベルクランクを90°曲げて反対方向にピン留めして、トングを形成することによって行われました。各クランクの入力端にリンクされた2つのハンドルバーレバーを絞ることにより、出力端が一緒に移動します。各クランクの出力端にあるゴムブロックは、ホイールリムを押して自転車を止めます。固定ピボットを形成するピンがクランクの中間点にある場合、リンクの動きは等しくなります。ただし、これらの距離が異なる場合、機械的な利点を得ることができます。
特殊なリンク
オブジェクトまたは力の動きを変更することに加えて、より複雑なリンケージは、多くの特殊な機能を実行するように設計されています。これらには、直線の描画またはトレースが含まれます。オブジェクトまたはツールを移動すると、延長ストロークよりもリトラクションストロークでより速く移動します。回転運動を線形運動に変換し、その逆にします。最も単純な特殊なリンケージは、4バーリンクです。これらのリンケージは、多くの異なるアプリケーションで適用されるほど十分に用途が広いです。 4バーリンケージには実際には3つの移動リンクしかありませんが、1つの固定リンクと4つのピンジョイントまたはピボットがあります。有用なメカニズムには少なくとも4つのリンクが必要ですが、3つのリンクの閉ループアセンブリは構造の有用な要素です。少なくとも1つの固定リンクとのリンクはメカニズムであるため、前述の並列運動とプッシュプルの両方のリンケージは技術的にマシンです。
4バーリンケージは共通のプロパティを共有しています。2つの剛性移動リンクは、フレームを形成する固定ベースにかかっています。リンクメカニズムは、クランクの回転によって回転、振動、または往復運動を生成することができます。リンケージを使用して、次を変換できます。
- 一定または可変の角速度比を持つ別の形の連続回転への連続回転
- 一定または可変速度比で、振動または回転への連続振動への連続回転
- 別の形式の振動への1つの形式の振動、または一定または可変速度比を持つ別の形式の往復への往復の1つの形式
4バーリンクが固定ピボットポイントに関する反転または完全な革命を実行できる4つの異なる方法があります。 1つのピボットリンクは入力またはドライバーのメンバーと見なされ、もう1つは出力または駆動メンバーと見なされます。残りの移動リンクは、一般に接続リンクと呼ばれます。両端にピンまたはピボットでヒンジされた固定リンクは、基礎リンクと呼ばれます。
上記のクランクロッカーメカニズムは、2番目の反転を示しています。最短のリンクABは、ADに隣接しています。AD、Foundationリンク。リンクABは完全な360革命を作成できますが、反対側のリンクCDはアークを振動させて記述することしかできません。
以下のダブルロッカーメカニズムは、3番目の反転を示しています。リンク広告は基礎リンクであり、最短リンクBCの反対側にあります。 Link BCは完全な360革新を行うことができますが、ピボットリンクABとCDの両方は、アークを振動させて記述することしかできません。
4番目の反転は、以下に示すメカニズムと同様に動作する別のクランクロッカーメカニズムです
直線ジェネレーター
直線を記述できるリンケージは、直線ジェネレーターとして知られています。これらのリンケージは、さまざまな種類の機械、特に工作機械の重要なコンポーネントです。剛性リンクの寸法は、これらのメカニズムが正しく機能することを保証する上で重要な役割を果たします。
直線ジェネレーターの1つの例は、Wattのストレートラインジェネレーターです。このリンケージは、短い垂直直線を記述することができます。それは、それぞれAとDにヒンジされている等しい長さリンクABとCDで構成されています。リンクBCの接続の中間点Eは、完全なメカニズムの遠足に上で8つのパターンを追跡しますが、小脳の上部と右下の右側にポイントEが分岐するため、遠足の一部で直線がトレースされます。ストローク。スコットランドの楽器メーカーであるジェームズ・ワットは、1769年頃に蒸気駆動型のビームポンプでこのリンクを使用しました。また、初期の蒸気駆動機の顕著なメカニズムでもありました。
直線ジェネレーターのもう1つの例は、Scott Russell Straight-lineジェネレーターです。このリンケージは、直線を記述することもできます。リンクABはポイントAにヒンジされ、ポイントBのリンクCDにピン留めされています。リンクCDはポイントCのローラーにヒンジされており、水平振動の動きに制限されます。
回転/線形リンケージ
スライダークランクメカニズムとしても知られる回転/線形リンケージは、回転運動を線形運動に変換する、またはその逆に変換する機械的デバイスです。それらは、回転クランク、スライドコネクティングロッド、スライドブロックまたはピストンの3つのリンクで構成されています。
クランクはモーターまたはエンジンに取り付けられた回転レバーであり、コネクティングロッドはチャネルまたはスロット内を前後にスライドする剛性リンクです。スライドブロックまたはピストンは、コネクティングロッドの端に取り付けられ、線形方向に移動します。
クランクが回転すると、コネクティングロッドを前後に移動し、スライドブロックまたはピストンが線形方向に移動します。この線形動作は、ポンプの運転、荷重の持ち上げ、コンベアベルトの移動など、作業を実行するために使用できます。
反対も真です - 線形運動は回転運動に変換できます。力がスライディングブロックまたはピストンに適用されると、接続ロッドを前後に移動し、クランクが回転します。この回転運動は、発電機、のこぎりの刃、または研削輪に電力を供給するために使用できます。
スライダークランクメカニズムは、エンジン、ポンプ、コンプレッサー、多くの種類の製造機器など、さまざまなアプリケーションで広く使用されています。それらは効率的で、信頼性が高く、メンテナンスが容易であるため、多くの産業プロセスの重要な要素になります。
スコッチヨークのメカニズムがどのように機能するか
スコッチヨークメカニズムは、回転運動を線形運動に変換する往復運動メカニズムの一種です。スコットランドのエンジニアであるジェームズ・ワットにちなんで名付けられました。
メカニズムは、ヨークと呼ばれるピンを備えた回転クランクシャフトで構成されています。ヨークは直線に沿って前後に移動し、スライドブロックまたはスライダーのスロットに導かれます。スライダーは、線形動作を必要とするピストンまたは他のデバイスに接続されています。
クランクシャフトが回転すると、ヨークは直線で前後に移動し、それに合わせてスライダーを押して引っ張ります。スライダーの動きは、液体をポンプでポンピングしたり、トラックに沿ってオブジェクトを移動するなど、作業を実行するために使用できます。
スコッチヨークのメカニズムの重要な利点は、ぎくしゃくした動きや不均一な動きを生成できる他のメカニズムとは異なり、スライダーに滑らかで一定の速度運動を提供することです。ただし、ヨークとスライダーの間のスライド接触による摩擦や摩耗や、結合を避けるためのヨークとスライダーの正確なアライメントの必要性など、いくつかの欠点もあります。
全体として、スコッチヨークのメカニズムは、回転運動を線形運動に変換するためのシンプルで効果的な方法であり、エンジン、ポンプ、製造機器など、幅広い用途で使用されています。
回転から線形のメカニズムがどのように機能するか
回転から線形のメカニズムは、回転運動を線形運動に変換するメカニズムの一種です。これは、それぞれに独自の利点と短所を備えたさまざまなメカニズムを通じて実現できます。
ロータリーから線形のメカニズムの1つのタイプは、ネジとナットで構成されるネジメカニズムです。ネジには、モーターまたは回転運動の他のソースによって回転するねじれたシャフトがあります。ナットはネジにねじ込まれており、回転するとネジの長さに沿って動きます。この線形動作は、プラットフォームの移動や負荷の持ち上げなど、作業を実行するために使用できます。
別のタイプの回転メカニズムは、エンジンで一般的に使用されるクランクシャフトメカニズムです。クランクシャフトには、シャフトの中心線からオフセットされた一連のクランクまたはジャーナルがあります。シャフトが回転すると、クランクはピストンまたは線形動作を必要とする他のデバイスに取り付けられた接続ロッドを押して引っ張ります。
さらに別のタイプの回転メカニズムは、回転カムを使用して線形運動を生成するCAMメカニズムです。このカムには、ローラーやレバーなどのフォロワーがカムが回転すると線形経路に移動する非円形の形状があります。これは、バルブの開閉やトラックに沿ってプラットフォームの移動など、さまざまな機能を実行するために使用できます。
全体として、回転から線形のメカニズムは、多くのマシンやデバイスで不可欠なコンポーネントです。メカニズムの選択は、必要な量の線形運動、動きの速度と精度、利用可能なスペースと電源などの要因に依存します。
他のクラスのレバーを理解するために、以下に示すものに関するいくつかのブログ投稿を作成しました。
