負荷トルクの計算がわかりません。教えてください。
Φ100ローラー(20kg)2ヶをチェーン(5kg)でつなぎました。
このときの負荷トルクを計算する式を教えてください。

トルクT=9.8x(20x2+5)x50/1000=22.05[N・m]
で合っていますか?

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A 回答 (1件)

ローラーやチェーンの重さは負荷トルクには直接は関係しないのでは?


極端な話、非常に摩擦の小さい軸受で支えていれば(+チェーンが非常に滑らかに動けば)、一定速度で動かす分にはトルクは不要(ほとんど0)です。

トルクを計算するには、軸受の摩擦による力がどれくらい発生するか、チェーンを曲げるのにどれくらいの力が必要か、といったものが必要になるでしょう。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。もう一度勉強して見ます。

お礼日時:2009/06/03 10:22

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Qトルクの計算・基礎中の基礎

10年以上前に習った基礎中の基礎のトルクの計算方法を忘れてしまいました。
今、9cm先にある500gの物体を、数cm上げたり下げたりする装置を作ろうとしています。ステッピングモーターで作ろうと思っているのですが、必要なモーターのトルクは
9cm×500g=4500gf・cm 
になるのでしょうか?数字が予想よりだいぶ大きくて全く自信がありません。手元にあるモーターのトルクでも全然足りていません。
ご回答いただけたら嬉しいです。

Aベストアンサー

最近はほとんどのものがSI単位です。
ですから、単位換算をしてから計算しましょう

500gf→0.5kgf(=4.9N)
9cm→0.09m

で、トルクは4.9×0.09=0.441(N/m)になります
おそらくモーター出力もSIだと思いますよ

Qモータの駆動トルクと負荷トルク

モータの駆動トルクと負荷トルクがわかりません。
駆動トルクはモーターが生み出すパワーで、
負荷トルクは負荷を動かすために必要なパワーでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

そういう解釈でおおよそ問題ないと思います。
駆動トルクというのはモーター側かた見たもので、負荷トルクというのは負荷側からみたものというふうな解釈ですね、極端な言い方をすれば駆動トルクは回転させようとする力で、負荷トルクはモーターを止めようとする力といったところでしょうか、あと外力トルクと呼ぶものもあります。これは負荷トルクとは区別されて例えば静止しているモーターに負荷するものとは別の力が作用したときにこう呼ぶようです。
具体例としましては、クレーン等は静止していても屋外に設置されていれば風の影響を受けます。こういった場合風による外部からの力ということで外部トルクと呼んでいるようです。

Qモータ出力W=回転速度[rad/s]  x 必要トルクT [Nm] ですか?

直径10cm、500gの円盤 を 600rpm で回転させるのは 何W必要ですか?


1 rps = 60rpm = 6.283 rad/s
として
600rpm = 62.83 rad/s


直径10cm、500gの円盤 を 600rpm(62.83 rad/s) で回転させる時に
必要なトルクT  である時は、


(1)機械出力W=回転速度[rad/s]  x 回転力(トルク) [Nm]
というのは間違っているのでしょうか?


モータの場合
入力電力 = 機械出力  + 損失
入力電力W = 電圧V x 電流A
機械出力W=回転速度[rad/s]  x 回転力(トルク) [Nm]
モータ効率= 機械出力/ 入力 x 100
と本に解説がありましたが、



(2)この時のトルクの求め方は、慣性モーメントから求めるのではなく
実測でトルク計測以外に方法はないのでしょうか?
トルク < 半径0.1m x 重さ0.5kg みたいなので概算しては駄目なのでしょうか?



なんだかこんがらがって前に進めません、
よろしくお願い致します。

直径10cm、500gの円盤 を 600rpm で回転させるのは 何W必要ですか?


1 rps = 60rpm = 6.283 rad/s
として
600rpm = 62.83 rad/s


直径10cm、500gの円盤 を 600rpm(62.83 rad/s) で回転させる時に
必要なトルクT  である時は、


(1)機械出力W=回転速度[rad/s]  x 回転力(トルク) [Nm]
というのは間違っているのでしょうか?


モータの場合
入力電力 = 機械出力  + 損失
入力電力W = 電圧V x 電流A
機械出力W=回転速度[rad/s]  x 回転力(ト...続きを読む

Aベストアンサー

> 回転速度一定の場合でも、抵抗があると
> 機械出力は0Wということはないと思います。

実際には少しは抵抗があり、これはその通りです。しかし、出力を求めるためには抵抗の大きさを汁必要がありますが、抵抗の大きさはここで与えられている情報からでは推測しようがありません。原理的に不可能です。

何のために円盤を回すのでしょうか?これにベルトなどを付けて他の物につなげるのなら、ベルトの材質、それからベルトの先が何につながっているかなど情報がないと何ともいえません。

仮に純粋に円盤を回すだけだとします。そうすると抵抗は微々たるものです。だから皆さんの答えは出力は0Wとなっているわけです。もちろん、厳密に考えれば少しの抵抗はありますが、その抵抗はたとえば円盤の軸受けの性能にも依るでしょう。空気抵抗は円盤の微妙な形に依りますし、完全な円だとしても表面の材質に依存します。おっしゃるとおり多少の損失は現実に存在しますが、**円盤の半径と質量からだけでは損失の大きさは原理的に求まりません。**

ほかにもいい解答がたくさん出ているので、良く読んで落ち着いて考えてみてください。何が問題となっているのか、何を見過ごしているのかが、分かるはずです。必要な情報が分かったらまた質問もしてくださいね。

> 回転速度一定の場合でも、抵抗があると
> 機械出力は0Wということはないと思います。

実際には少しは抵抗があり、これはその通りです。しかし、出力を求めるためには抵抗の大きさを汁必要がありますが、抵抗の大きさはここで与えられている情報からでは推測しようがありません。原理的に不可能です。

何のために円盤を回すのでしょうか?これにベルトなどを付けて他の物につなげるのなら、ベルトの材質、それからベルトの先が何につながっているかなど情報がないと何ともいえません。

仮に純粋に円...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Qモーターのトルクと回転数

なぜモーターのトルクと回転数は反比例の関係になるのですか?

Aベストアンサー

質問中には書かれていませんが、モーターの出力が一定のもとで
ということが必須の条件です。

モータ理論の基礎中の基礎で 出力(W)=角速度×トルク
すなわち
P=ωτ  但しP:出力 ω:角速度(2π×回転数/60) τ:トルク

出力が一定であればモータ速度とトルクは相反関係にあります。
尚通常のモータにおいては、出力が一定ということはまずありませんので
負荷トルクの変動に比例して出力(=一般てきには入力電流)が変動
します。

Q角加速度とトルクと慣性モーメントの関係

トルクを慣性モーメントで割ると角加速度が出ると思うのですが
どうして出るのでしょうか?
トルク:N
角加速度:α
慣性モーメント:I
式はN=α・I
単位だけで見ると
N・m = rad/s^2 × kg・m^2
で一見関係が無いように見えますが・・・
感覚的に、軽くて小さなものと重くて平べったいものを同じスピード(加速度)で回すときは
後者の方がかなり力がいるのはわかるのですが・・・
式から関係性が見えません・・・
どなたかご存知の方、詳しい方、ご教示いただけますでしょうか?

Aベストアンサー

単位だけに注目します。

1Nは1kgの質量の物体を1m/s^2で加速させる力の大きさです。
つまり
1N=1kg・m/s^2

つまりトルクの単位は
N・m=kg・m/s^2・m=kg・m^2/s^2
となります。

慣性モーメントと角加速度の積は
kg・m^2・rad/s^2
となりますが、角度の単位radは無次元量(長さを長さでわったものだから)ですので無視できます。つまりこの積は
kg・m^2/s^2
とあらわせることになり、これはトルクの単位と等しいことがわかります。

Q回転台のトルクの求め方

慣れない設計で必要トルクが求められず、モーター選定が出来なくて困ってます。周りには相談が出来る人がいないのでどうか宜しくお願いします。

2本の平行に並んだローラー(A、B)の上に自動車のタイヤが載っています。タイヤにはローラーとの接地点で20[kgf]となるようなブレーキがかかった状態です。

この時、ローラーAにトルクを与え回転させ、上に載っているタイヤ(ブレーキはかけたままです)を回し、タイヤとローラーとの接地点での速度(タイヤの周速?でいいのかな)を10[km/h]にしたいのですが、ローラーAに必要なトルクはどうやって求めたら良いのでしょうか?


判っている条件は下記の通りなのですが、どういう具合に計算していいのか解りません。
宜しくお願いします。

・諸条件
〈タイヤ側〉
タイヤ直径D1=279.4[mm]
幅T1=101.4[mm]
タイヤ質量M1=3[kg]
回転数N1=189.9[rpm] (周速10[km/h]の時)
角速度ω1=19.88[rad/s]
加速時間:10秒
タイヤの軸心(重心)には鉛直下向きに350[kgf]の力が掛かっています

〈ローラーA・B共に同じ大きさ〉
直径D2=100[mm]
長さL2=300[mm]
質量M2=18.496[kg] (中実軸・材質:鉄 で計算)
回転数N2=530.6[rpm] (周速10[km/h]の時)
角速度ω2=55.56[rad/s]

慣れない設計で必要トルクが求められず、モーター選定が出来なくて困ってます。周りには相談が出来る人がいないのでどうか宜しくお願いします。

2本の平行に並んだローラー(A、B)の上に自動車のタイヤが載っています。タイヤにはローラーとの接地点で20[kgf]となるようなブレーキがかかった状態です。

この時、ローラーAにトルクを与え回転させ、上に載っているタイヤ(ブレーキはかけたままです)を回し、タイヤとローラーとの接地点での速度(タイヤの周速?でいいのかな)を10[km/h]にしたいのです...続きを読む

Aベストアンサー

こんにちは。
すみません。ご質問を正確に理解しているか不安で計算についても自信がないのですがご参考になれば・・・

まず、仕事をしているのがタイヤ面ですので、これにのみ着目すると、「タイヤ面は20Kg重の力を時速10Kmで引く」仕事をしていますので、駆動のためのモータの出力は次の式で出ると思うのです。
(10000m/3600秒)×20kg×9.8m/ss・・・・←単位N・m/s=J/s=W
ということで軸出力が544Wのモータ(効率80%とすれば、消費電力では約680W)かな・・・

もっとも、トルク自体はもっと簡単で、半径5cmのローラで20kg重の荷重を減速も加速もさせずに回すなら、20kg×9.8m/ss×(5cm/100cm)=9.8 N・mになりますね
(なお、トルクのN・mは上記のN・mとは意味が違いますね。また、所要トルクは速度に関係せず、抵抗にバランスして抗する力があれば良いと理解しましょう。ただし、時速10kmなら、直径100mmのローラーは毎秒8.8回転(531rpm)で回っていますね。あ、それからssは「毎秒二乗」のことです。)

・・・ということで、理論的には
まず、モータのカタログを見て、
○ 軸出力 544wのモータを選ぶ
○ そのモータのトルク例が、例えば 「0.98N・m(5310rpm)」とあったなら、544wの軸出力は、トルク0.98N・mという比較的低トルクで毎分5310回転という比較的高速回転するような運転で実現するということなので、このモータを利用して1:10のギヤでローラを駆動すればちょうど良い
ということになります。

理論的には、これはローラがいくつあっても駆動ローラがひとつなら、また押しつけ力がいくらでもベアリングが理想的なら同じ値のはずですね。

・・・とまあここまでは理想論のおはなし。
実際にはぴったり都合の良い軸出力のモータがあることはまれで、軸の類にも損失(抵抗)がありますので、モータとしては軸出力が十分大きい(加速時間が決められていてタイヤやローラの重さもけっこうあるので2000W級かな)のものを選び、トルク、回転速度ともに余裕を与えられるギヤ比を選んだ上で、回転速度の測定機構とモータの回転制御機構を用いて、自動制御回路か速度計目視による手動制御でローラの回転が目的の値となるよう減力して駆動することになりますね。

さてさて、ご質問の趣旨にあっていたでしょうか。
(また、誤りがありましたらどなたか訂正お願いします。)
お役に立てれば幸いです。

こんにちは。
すみません。ご質問を正確に理解しているか不安で計算についても自信がないのですがご参考になれば・・・

まず、仕事をしているのがタイヤ面ですので、これにのみ着目すると、「タイヤ面は20Kg重の力を時速10Kmで引く」仕事をしていますので、駆動のためのモータの出力は次の式で出ると思うのです。
(10000m/3600秒)×20kg×9.8m/ss・・・・←単位N・m/s=J/s=W
ということで軸出力が544Wのモータ(効率80%とすれば、消費電力では約680W)かな・・・

もっとも、トルク自体はもっ...続きを読む

Qmin-1の意味は?

回転数とは思うのですが、min-1はどういう意味で、また何の略で、どう読むのでしょうか。

RPMであれば、round per minutesで
1分間の回転数という意味ですよね。

min-1とRPMはイコール(=)なのですか?
またなぜー1とつけるのでしょうか。

分かる方、お願い致します。

Aベストアンサー

#1の方の回答の通りですが、ちょっと補足めいたことを。

読み方は「まいふん」だと思います。そう言ってます。

rpmは[revolutions per minute]1分間あたりの回転数ですね。
http://dictionary.goo.ne.jp/search.php?MT=rpm
もしかすると「round」という言い方もあるのかもしれませんので否定はしませんが、
「revolutions」と言う場合が多いと思います。

で、なぜRPMを使わないかというと、
単位の表示方法を世界的に統一しようという動きがあり、(SI単位系を使おー)
「revolutions」は「回」という、それを表す単位がSI単位系に無いため、
RPM → min^-1 となります。

天気予報の気圧を表すミリバールという単位がヘクトパスカルになったのも
SI単位系を使おーという動きのためです。

インチ、ポンド、フィートなども使うのを避ける方向になっています。

Qモータの回転数と速度の関係

モータの回転数(rpm)から速度(m/s)を求めたいのですが、どのように求めるのでしょうか?つまり単位変換ということなんですが。さっぱり忘れてしまいまして。回転という定義が良くわからないんです。1分間で何回転するのかということで、そこから速度を求めるのは容易ではないのでしょうか。おおざっぱな質問で申し訳ありません。何も思いつかないもので。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No1で回答した者です。

最終的に求める速度を、秒速にするなら、1秒間の回転数を当てはめます。

設問が1分間ということでしたね。見落としてました。分速を求める場合は1分間の回転数を入れます。
そのまま500を入れれば良いと思います。

時速、というのは私の先入観がさせた速度表記ですので、御気になさらないでください。時速を算出するなら、500×60で30000を入れれば良いわけです。

Q慣性モーメントの単位

慣性モーメント単位が kgf・m^2 と表されているのですが、なぜ kgf なのでしょうか?
また、単位変換して kg・m^2 にするにはどうすればよいのでしょうか?
どなたか、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

SI単位系では、慣性モーメントの単位はkg・m^2です。
ですが、重量単位系:力をW(kgf)として、力の単位にN(ニュートン)を用いないで慣性モーメントを定義する場合にkgfが現れます。それでも、慣性モーメントの単位はkgf・m・s^2です。ではkgf・m^2とは何なのかというと、GD2(ジーディースクエア)といって、正式には慣性モーメントではないが慣性モーメントの前段階のような値、ということです。例えば、円柱の上下方向の慣性モーメントはSI単位系では1/2MR^2(M:質量、R:半径、単位はkg・m^2)ですけど
これをGD2で表すと、1/2WD^2(W:重量、D:直径,単位はkgf・m^2)となります。重量は質量と値は等しいですが"質量"ではなく力です。つまり、質量に重力加速度がかかっています。ですから、慣性モーメントにするにはgで割る必要があります。また、直径の2乗で定義されてるから、半径の2乗に直すためさらに4で割ります。
それで、単位がkgf・m^2
からkgf・m・s^2となるわけです。ですが、相変わらず
kgfが入っているのでこれをSI単位に変換するには、
重量M=質量W(ただし値のみ。単位は異なる)であること
を利用し、1/2WD^2[kgf・m^2]をW→M、D→Rとし、4で割って、改めて単位をkg・m^2と置けばいいのです。他の慣性モーメントについても、全ての項がWD^2となっているから、同様に4で割り単位をkgf・m^2→kg・m^2とするだけです

参考URL:http://www.keiryou-keisoku.co.jp/databank/kokusai/torukusi/torukusi.htm

SI単位系では、慣性モーメントの単位はkg・m^2です。
ですが、重量単位系:力をW(kgf)として、力の単位にN(ニュートン)を用いないで慣性モーメントを定義する場合にkgfが現れます。それでも、慣性モーメントの単位はkgf・m・s^2です。ではkgf・m^2とは何なのかというと、GD2(ジーディースクエア)といって、正式には慣性モーメントではないが慣性モーメントの前段階のような値、ということです。例えば、円柱の上下方向の慣性モーメントはSI単位系では1/2MR^2(M:質量、R:半径、単位はkg・m^2)ですけど
これをGD2...続きを読む


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