引張りばねの使い方と選定方法、仕様の決め方を詳しく解説しています。
【書き起こし】機械設計技術 引張りばねの選定方法と設計 初張力と巻き数、線径
(00:12) 今日は中村ですいつもご視聴ありがとう ございますこのチャンネルでは inventor 3 d cad の 使い方や機械設計についてお話ししてい ます今日は引張ばねの設計と機能について お話ししていきます今日お話しする内容は 次の3つです1つね所長力2つねハッ宿場 netの特性の違い 3つ目1000形と巻き数の決め方 今日はこの3つについてお話ししていき ます それでは今日も inventor の味 べーションを使って詳しく解説していき たいとおもいます はいそれでは今日はこのような題材を用意 してみました これは食品加工機の切断機を想定してい ますちょっと動かしてみようと思います はいこのように1針バネの力であったが 降りてきて食品を切断するとそういう装置 を想定していますこのような時に引っ張り 羽根をどのように設計したらいいかを考え ていきたいとおもいますそれでまず設定し ないといけないのはこの食品を切るとき どれぐらいの力が必要かということです
(01:21) あったらが徐々に降りて行って食品を切断 し終わったところこの状態のときに必要な 力を設定しなければなりませんこの状態の 時にあったに加わっている引張力を40 ニュートン4kg と設定しようと思い ますそしてこの時のばねの長さを503り に設定しようと思います はいこのカッターが振り下ろされる前の いちばん長い状態 この状態のばねの長さを70ミリだと仮定 しようと思います それではこのような仕様をもとに実際に1 針羽根を設計していきたいとおもいます それでは具体的な設計に入っていきます この右側の引張ばねのずこれの一番左が 自由帳ですね自由な傘です 力が加わっていない状態ですねで真ん中が 食品を切断し終わった時の長さですこれ セット長と言います hイヴァン右側が 最大長さですねカッターが一番上まで
(02:27) 上がった時の長さです でこの子様をもとに1針羽根の各項目を 決めていきたいとおもいます今回は食品 機械なので材質はステンレスですね 1000形を仮決定で1.8ミリぐらい しようと思いますで外見は構造体が決まっ ていて寸法がある程度制約されますので約 16mm 巻き数も仮決定で12巻ぐらい にしようと思います自由な傘が45mm セット長さが50mm で最大の長さが 70ミリですねえせ都庁の時の力これを 30ニュートンにします最大長の時の力は 特に規定する必要がありませんので 成り行きで決めていきたいと思います そして一番下の所長力ですねこれを10 ニュートンに設定しようと思います10 ニュートンと先ほどの30ニュートンのた して40ニュートンの力が出ればいいと そういうような設定です はいそれではねここまでお話を聞いて象徴
(03:32) 力ってなんなのよと思った人もいると思い ますので所長力の話をまず先にしていき たいと思いますこちらはミスミの技術情報 の引っ張り超えるば姉について書かれた 資料ですでここの一番のところに所協力の ある引張コイルばねについてということで 詳しく書かれていますのでこれをもとにね 解説していきたいと思いますで引張コイル バネは当然ですけども最初縮んだ状態で 引っ張って使えますでき人だ状態で羽根の コイルが密着している状態この状態で所長 力というのを持たせることができますこれ は簡単に言うと対象引っ張ったときに すでに果汁が必要だということですねもう ちょっと平たく言うと最初の橋て羽根が 伸び始めるまでにだいぶ力が言いますよと いうことですこれを所長力と言いますこれ を根津で説明してくれているのがこの図1 ですね左側の図がは所協力を持たない引張 ばね右側が所長力を持つ引張ばねですね 羽根を引っ張るとたわんで伸びていきます
(04:37) けども左側は所長力がないので 網に比例して0点から引張力が比例的に 伸びていきますでしょ聴力を持つらねは 最初ターミがゼロですねターミがゼロの 状態でもある程度引っ張る力が必要でその 力を越えたところから ターミが始まるとこれが所長力を持って いる羽根ですはいそれでこの2番のところ に所長力を持つ羽根の長所を書いてくれて います長所は無果汁状態での羽根の不安定 性が抑えられる羽根の小型化果汁が大きく てバネ定数は低い設計が可能ということ ですね私の経験ではほとんどの引張バネは 協調力このある引張ばねなどで通常引張 バネは所長力があると捉えて問題ないと 思います右側にね短所も書いてますけども このようなターン所が機能に影響する場合 は所長力をなしの1針羽根を設計するほう がいいみたいですねこれが所長力の概要に なります
(05:41) ます はいそれでは具体的に1針羽根を設計して いきたいとおもいます こちらが accurate という会社 の線バーね今という引張コイルばね自動 計算のサイトになりますそれではさっそく 使用を入力していきたいとおもいます果汁 はニュートンを使いますのでニュートンを 選択します はいそれで材質は 今回はステンレスですので刺すサンマル4 wpb これを選択しようと思います 1000形が1.8ですね 外径が16ミリです 巻き数が仮決定で12巻で自由長さは45 ミリですね フック形状は丸フック 取り付け時の長さが50ミリですねその時 の荷重が30 new と で使用時の長さが70mm その時の荷重は空白にしておきます所協力 が中ニュートンですね はいこれで左下の計算を押します 配送すると右側に計算結果が出ました
(06:48) 取り付け g の荷重が 27.7ニュートンぐらいですねで使用時 の荷重 p 2が80ニュートンという 結果になりました で一番右の欄に適切という字が出てると 思うんですけどこれがば姉として成り立っ たということですね 成り立ってないとここがエラーになります ちょっとエラーをわざと出してみようと 思うので例えば1000形を1にして みようと思います これで計算をしますとはい自由な傘とか 取り付け時の荷重とかが成り立ってないの で要チェックと出ましたこれは仕様を 見直してくださいよという意味ですねえ 1.8に戻そうと思います それではここで1000形と巻き数につい て考えていきたいと思います1000形と 巻き数の数字を触るとどうなるかっていう のをやってみたいと思います 基本的に巻き数を減らすとバネの力は増え ますで1000形を大きくすると晴れの木 からは増えますちょっとやってみますね 巻き数をこれ11.5にしてみようと思い
(07:52) ます 配送すると取り付け時の荷重が今まで28 ぐらいだったのが31 new とになり ましたねまあ機数を少し減らすと果汁が 増えてきますで今エラーが出ましたけれど も自由な傘が42なので使用で設定して いる45ミリより短くなってしまいました でここでいう長さを42に変更してもう 一度計算します 配送するとエラーが消えて取り付け時の 荷重が比1割ぐらい増えたということでで もともとね30ニュートン希望してたので より近い値が徹底できましたはいそれでは 1009を少し太くしてみようと思います 1000形を1.9に変えます で計算しますとはい一番下の所長力の ところにローテンションと出ました少し 所長力が小さめに出てますということです ね左側の入力欄の方に推奨所協力というの があるので今16.
(08:55) 197と出てます少し 所協力を増やして12ぐらいにしてみよう と思います 配送すると所長力は適切になりました 今度は取り付け時の荷重が35.2957 ということで少し増えてしまいましたので 使用の方の30ニュートン35にして みようと思いますそれで計算します 配送すると計算結果すべて適切という内容 が表示されましたこれで先径を太くする ことで取り付け時の荷重が35ニュートン 所協力が12ニュートンということで合計 47ニュートンの力が出たということです ねこのようにして取り付け時のか果汁を 増やしたり減らしたり変形と巻きすを少し ずつ触って目標の力に近づけていくことが できます それでは今度は線羽根君のウルトラコイル スプリング引張コイルばね検索というのを 使ってみたいと思います先ほどはわざわざ 設計して一つ一つの使用を決めていきまし たけども市販品の中から検索できてそれが
(10:02) 購入できれば一番いいですよねこちらは それを検索するページになりますちょっと 入力していきたいとおもいます果汁は ニュートンにします1000形をある程度 幅を持たせて0.5合から にぐらいにしようと思います ねっこいる外形を10から20くらいに しようと思います 自由な傘を30から 50ぐらいにしようと思います 取り付け長さが50の時にか13牛乳とん が欲しいのでその通りに入力しますはい これで検索をしてみたいと思います はいそうするとこの一番下のところに3つ 検索されましたね d 786 e 665 e 697という標準の引張バネが検索さ れました外径が一番近いのは一番上の d 786ですねこれをちょっとクリックして みてみようと思います はいそうするとこのように標準品の中で
(11:07) 今回の仕様に合致するものが検索されまし た1000形1.6ですね外径が14.1 になります絵巻数が12.5自由な傘が 45.6取り付け t の長さが50ミリ の時に27件97 new約28 ニュートンが出るということですねこの バレーでもね使用に十分耐えうる内容だと 思いますのでわざわざ作るとコストが かかりますのでねこのように標準品から 選んで購入すればいいと思いますこの サイトの便利なところはこのネットストア で購入するこれをクリックするとそのまま 購入ページに飛ぶことができます はいこのように葉芸ショップというところ に飛んで今ね選定した羽根を購入すること が出来ますこれ非常に便利だと思いますの でねよろしければお使いになってみて ください それでは今日の動画は以上となります今日 もご視聴ありがとうございましたまた次の 動画でお会いしましょう
・選ばね君引張りばね（アキュレイト様）
https://www.accurate.jp/senbane_kun/JP/ex_calculation.php?#MIDDLE
・ウルトラコイルスプリング 引張りばね検索（アキュレイト様）
https://www.accurate.jp/senbane_kun/JP/extension_search.php
・初張力のある引張りばねについて
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/machine_design/md05/c1273.html（MISUMI様）
・この動画は現役の機械設計エンジニアが作成しています
・講師は３Ｄ ＣＡＤ歴２６年、機械設計技術者１級を取得しています
・色覚弱者の方にも無理なく見ていただけるように、配色に配慮しております
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