エンジニアのための技術講座

ローコストオートメーション講座

掲載日:2011年02月04日

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第483回 機械工学と自動機設計-2:力の合成と分解-1

 全ての機械装置は、仕事をする機構部だけではなく、構造体の全てで力の伝達と耐久の作用が生じています。ここでは、力の伝達の考え方を“力の合成と分解”の関係で解説します。

(1)力の合成

 一般には、機構部分に複数の力が働きます。この複数の力の効果は、1つの合成された力で表すことができます。この合成された力を合力といいます。

a) 作用線が同一線でなく交わる2つの力の合力

 下の図のように、球にF1とF2の2つの力(方向と大きさ)を与えたときに、球がどの方向に、どの大きさの力を受けるかを知ることが力の合力で理解できます。

図

=2つの力の合力の求め方=

・F1とF2の2つの辺でできる平行四辺形を描く。
右図の平行四辺形OABCを力の平行四辺形といいます。

・この平行四辺形の2つの対角線のなかで、F1とF2の作用点と同じ点から描かれる対角線OCの方向(力の方向)と長さ(力の大きさ)が2つの力F1とF2の合力(力の合成)となります。

・したがって、球はF3のオレンジ色の矢印の方向で矢印の長さの比率の力で動きます。

・力の合成の解析事例として第93回の倍力機構を応用したプレス機の図解を示しました。

図

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