動力伝達機構

メカ

目次 †

概要 †

• 動力伝達可能な機構をまとめる．
• 純粋な動力伝達部品として機構をみなす．
  • 省音性能は言及しない．

参考 †

• 歯車（wikipedia）
• 動力伝達のまとめ
• ノウハウページ
• ギアの詳しい説明

名称 †

• 大小2つの平歯車を組み合わせる時に、大きい方をギヤといい、小さい方をピニオンという。

動力伝達 †

• 伝達元は回転で統一

ギア比変換 †

• 歯車同士の噛み合わせ
• 同軸に固定された複数枚の歯車
• サイクロ減速機

カム †

• 確動カム（参考）
• 0, 180度で並進0の拘束条件の上で，0-180度までの並進分布を確定すると，全て確定．
  • 180-360度は，0-180度の並進分布を平行移動して-1をかけた並進分布となる

バックラッシ調節機構 †

• 歯車をリンクでつないで，バックラッシをあとから調節することができる．

各論 †

歯車 †

• ギアの表記
  • 14tΦ2=歯数14, シャフト軸Φ2という意味
  • 固定ねじ（ボス）付きピニオンギヤ
    • ボス=シャフトとギアをネジで固定するための部材
  • プラ歯車はレーザカット+ボス圧入などで作る（参考）

チェーン・ラマー †

• めっちゃ伸びる回転-直動変換（最近は椿本チエインという名前でつけられている。ジップチェーンなどとも呼ばれている。）
  • 原型ができたのは100年以上まえで、特許は1972年
• https://twitter.com/nomuka53812222/status/1093942789379809280?s=21

リニアガイド・リニアレール †

概要 †

• 一方向直動に動きを制限する動力伝達機構（カーテンレール）
• リニアレールの方がいい加減で，安い．
• ミスミのリニアガイド
• ミスミのリニアレール

タイミングベルト †

概要 †

• 物理パラメータ
  • 歯の種類（ピッチも含む）：XL, L, H（ここまでinch系）, S3M, S5M, S8M
  • 呼び幅=ベルト横幅：XL, L, Hはinch系で記述、S3M, S5M, S8Mはm系で記述
  • 長さ
  • 回転式、直尺
• リニアガイドと相性が良い。

設計 †

• タイミングベルト設計資料
• 選定プログラム
• 例
  • ロングストロークスライド機構（直尺ベルト）
  • ここの「概要・仕様」（回転式ベルト）
  • ここの「概要・仕様」（リニアガイドのページより）
  • XYプロッター

締結 †

• ベルト-金属間の接合

例 †

• https://www.youtube.com/watch?v=-DBmbtBd6bg
  • ジップタイでタイイングベルトを止めてる
  • Openbuildsのやつ
• https://www.youtube.com/watch?v=-DBmbtBd6bg
  • アルミフレームの溝そのものをリニアガイドにするやつ

ボールねじ †

概要 †

• リニアガイドで回転のみ拘束した状態でネジを回すと前に進む
• 「ボール」ねじは、ネジの摩擦を低減しているだけ。安価な3Dプリンタなどはただのネジでやってる。
• 10円玉くらいの超小型のものもある
• 意外と速い

例 †

• 2D
  • 自作にあたって非常に良いモジュラー的な市販
  • 丸棒両持ち、ベルトが横向きになっているのが印象的。

フェーダ †

概要 †

• 可変抵抗を回すとアクチュエータが移動するお手軽
• 1000円くらいで安い

ソレノイド †

概要 †

• 種類
  • プッシュ式ソレノイド
  • 自己保持式ソレノイド
  • ムービングコイル（最近出た、コアレスモータみたいな感じの強力ソレノイド）
• 空気圧の電気バージョンみたいな感じ

てこの原理 †

• てこ包丁

シリンダ †

概要 †

• 空気で動かすシリンダ
• 電磁弁とコンプレッサが必要

市販パッケージアクチュエータ †

• 完全にパッケージになっててよくわからない奴ら
  • http://ja.aliexpress.com/cheap/cheap-fast-linear-actuator-12v.html

同じ方向に回る歯車 †

• https://twitter.com/studio_poolblue/status/894080981895831552

磁石で歯車を回す †

• 歯車の一部をネオジウム磁石にしておけば、遠隔で歯車を回すことができる

消費電力 †

• モータ付近の消費電力 = 機械的出力 + モータ銅損 + その他スイッチング損失
  • 機械的出力 = トルク * 角速度
  • モータ銅損 = 1/2 * R * (I = トルク/電流トルク定数)^2 (1/2は3相の等価変換時に出てくる係数)
  • その他スイッチング損失は決して無視できないがRI^2ほどシンプルなモデル化も難しい