
直線運動においては、直線ガイドから離れた位置に力が加わる場合(片持ち荷重、またはモーメント荷重と呼ばれる)を扱うことがよくあります。このような場合、ガイドのモーメント荷重容量、つまり回転に抵抗する能力が重要になります。しかし、モーターからトルクを伝達して負荷を駆動するボールねじシャフトのように、離れた位置に力が加わったときに回転する部品も扱います。このような場合、部品が伝達できるトルク量が重要になります。
リニアガイドにかかるモーメントとシャフトにかかるトルクはどちらも、離れた位置から加えられる力によって発生し、どちらもニュートンメートル(Nm)またはポンドフィート(lb-ft)の単位で測定されます。では、リニアガイドにかかるモーメントとねじシャフトにかかるトルクの違いは何でしょうか?
モーメントとトルクの主な違いは、対象物の反応を調べることで明らかになります。シャフトにトルクが加わると、シャフトは回転します。しかし、リニアガイドにモーメント荷重が加わると、ガイドは静止したままです(ただし、モーメントがガイドの定格モーメント容量を超える場合は、ガイドが変形したり、回転し始める可能性があります)。
つまり、トルクは物体の角運動量を変化させ、回転を生み出す。一方、モーメントは角運動量の変化をもたらさない。モーメントが加えられた物体は静止したままであり、物体内部および支持部材に生じる反作用力によって回転は阻止される。
例えば、端が支持された片持ち梁に荷重が加わると、梁には反力と曲げモーメントが発生しますが、角運動量は変化しないため、梁は回転しません。
モーメント力は静的な力であり、運動を引き起こさないため、加えられたモーメントに対抗する反作用力に分解することができる。
シャフトに加わるトルクの量は、加わる力にモーメントアーム(回転軸と支点との間の垂直距離)を掛けることで求められます。
加える力が支点または回転軸に対して垂直でない場合、モーメントアームの長さを求めるには、力の角度を考慮に入れる必要があります。
投稿日時:2022年6月13日




