- ボーダーラインケース
- 動きの種類
- グラスホフの法則に準拠するメカニズム
- -ダブルクランクメカニズム
- -Grashofの法則に準拠するその他のメカニズム
- クランク機構-ロッカー
- ダブルロッカー機構
- 多関節平行四辺形メカニズム
- 関節式反平行四辺形
- 用途
- クランクメカニズム-ロッカー
- 多関節平行四辺形メカニズム
- 関節式逆平行四辺形メカニズム
- 参考文献
グラスホフの法則は次のことを確立します。1つの固定で連結された平らな4つのバーのメカニズムでは、最短のバーとバーの合計が長い場合、バーの少なくとも1つが完全に回転できます。他の2つの合計以下。
Grashofの法則に準拠する5つのフラットな4バーまたはリンクのメカニズムがあります（図1に例を示します）。法律に準拠するバーまたはメカニズムのリンクが完全に回転するためには、実際の配置では、各バーが異なる平行平面を占めている必要があります。
図1. Grashofの法則を満たす4つのバーのメカニズム。出典：ウィキメディア・コモンズ。
グラスホフの法則は、モーターを接続するため、または逆に、振動運動を回転運動に変換するために、数学的な方法で、完全回転が必要なメカニズムを設計できる単純なルールですそして物理的に実行可能。
ボーダーラインケース
4つのリンクバーの長さが次のように最小から最大に順になっているとします。
グラスホフの法則では、少なくとも1つのバーまたはリンクが1回転または1回転するためには、条件が満たされている必要があります。
この不等式には、次の影響があります。
-他のバーに対して完全に革命を起こすことができる唯一のバーまたはリンクは、最短のバーです。
-短いバーが他のバーに対して完全に回転する場合、他のすべてのバーに対しても完全に回転します。
動きの種類
グラスホフの法則に準拠した関節式四辺形の動きには、次のタイプがあります。
-最短のバーが固定バーであり、隣接するバーが完全なターンを作る場合、ダブルターンまたはクランク。
-ショートバーが固定バーに隣接している場合。
-最短のバーが固定されたバーの反対側にある場合、ダブルロッカー。
Grashofの式で等式が満たされると、最短のバーと最長のバーの合計が他の2つのバーの合計に等しいという制限的なケースになります。
この場合、機構は４本の棒が並ぶ構成を採用することができる。そして、それはこの位置にあり、固定されていない関節はどちらか一方の方向に無関心に移動し、メカニズムをロックさせる可能性があります。
グラスホフの条件を満たすメカニズムは、同等性の限定的なケースから離れているため、信頼性が高く、ジョイントとリンクへのストレスが少なくなります。
グラスホフの法則に準拠するメカニズム
A、B、C、Dの連続したジョイントを示し、次に：
-AとBは固定ピボットです。
-AB = d1（固定バー）
-BC = d2
-CD = d3
-DA = d4
-ダブルクランクメカニズム
バーb2とb4は完全に回転し、グラスホフの法則が満たされます。
d1 + d3 <= d2 + d4。
図2.クランク-クランク機構。出典：自作。
-Grashofの法則に準拠するその他のメカニズム
グラスホフの法則に準拠する他のメカニズムの特徴を以下に挙げて説明します。
クランク機構-ロッカー
D2 + d3 <= d1 + d4が満たされている
短いバーd2は完全に回転し、反対側のバーd4はロッカー運動を行います。
図3.クランク-ロッカーメカニズム。出典：ウィキメディア・コモンズ。
ダブルロッカー機構
-固定バーABは反対のバーCDよりも大きく、次の条件を満たす。
d1 + d3 <= d2 + d3
-短いバー（固定バーの反対）の場合は、1回転できます。
多関節平行四辺形メカニズム
-バーADとBCは長さが等しく、常に平行です。
-それらの部分では、バーABとCDは同じ長さで常に平行です。
-反対のバーの場合、それらは同じ長さで、グラスホフの法則に従って、d1 + d2 = d3 + d4が満たされます。
-最後に、バーADとBCは完全に同じ方向に向きを変えます。
関節式反平行四辺形
-バーADとBCは長さが等しく、平行ではありません。
-バーABとCDの場合、長さが等しく、平行ではない必要があります。
-一方、反対側のバーは同じ長さで、2本が交差しています。
-このメカニズムでは、次の条件を満たす必要があります。
-バーADとBCの回転は完全ですが、反対方向です。
図4.グラスホフの法則に準拠した関節式逆平行四辺形メカニズム。出典：ウィキメディア・コモンズ。
用途
グラスホフの法則に準拠するメカニズムには、複数の用途があります。
クランクメカニズム-ロッカー
ペダルミシンに採用されており、電気のない場所でペダルが揺れたり揺れたりすると、プーリーでつながっている車輪に伝わります。
もう1つの例は、フロントガラスのワイパーメカニズムです。この場合、モーターはクランクバーに接続されており、完全に回転し、システムの最初のブラシを動かすバーにロッカーの動きを伝えます。
図5.同じモーターに連結された2つのロッカークランクメカニズムを備えたフロントガラスワイパーシステム。出典：ウィキメディア・コモンズ。
クランクロッカーメカニズムのもう1つの用途は、地面からオイルを汲み上げるロッカーアームです。
図6.オイルポンプロッカー。出典：Pixabay。
モーターはクランクに接続されており、クランクは完全に回転し、その動きをポンピングヘッドまたはロッカーアームに伝達します。
多関節平行四辺形メカニズム
このメカニズムは、蒸気機関車の車輪を接続するために使用されていたため、両方の車輪は同じ方向に同じ速度で回転します。
このメカニズムの主な特徴は、両方の車輪を接続するバーの長さが、車軸の間隔と同じであることです。
図7.パンタグラフは多関節平行四辺形です。出典：ウィキメディア・コモンズ。
パンタグラフは、画像をコピーして拡大するために使用される描画ツールです。これは、平行四辺形の頂点を形成する4つのジョイントが存在する4バーメカニズムに基づいています。
関節式逆平行四辺形メカニズム
これは、テニスボールを投げるマシンで使用されるメカニズムであり、ボールを推進して発射するホイールが反対方向に回転する必要があります。
参考文献
- クレメンテC.クランクの仮想実験室-ロッカーメカニズム。機械工学の学位。アルメリア大学。（2014）。回復：repositorio.ual.es
- Hurtado F. Grashofの法則。回収元：youtube.com
- メカデザイナー。キネマティクスグラスホフ基準。リカバリー対象：mechdesigner.support。
- Shigley、J.機械とメカニズムの理論。マグロウヒル。
- 私たちはF1です。4つの棒のメカニズム分析。回収元：youtube.com
- UNAM。教育で使用するための4つの棒のメカニズムの開発。から回復：ptolomeo.unam.mx
- ウィキペディア。4本リンク。から回復：en.wikipedia.com
- ウィキペディア。グラスホフの法則。から回復：es.wikipedia.com