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機械設計メモ2

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【機械設計の勉強】力の受ける方向について。

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今日は、機械設計初心者の方向けに、機械設計の勉強で力の受ける方向について「当たり前の設計」を勉強してみたいと思います。意外と忘れがちな設計ポイントを一つだけシェアしたいと思います。

 

力を受ける場合の当たり前の設計

当たり前が出来る事のメリット

機械が壊れる原因は数多くあります。磨耗限度を越えて壊れたり、振動によるクラックで壊れたり、機械同士が当たって壊れたりと、あんなにゴツい機械でもあっさり壊れてしまう物です。

当たり前のように潤滑を続けていれば寿命を伸ばせたり、当たり前のように振動解析を行っていたら振動によるリスクを避けられたり、当たり前のように干渉チェックをしていれば機械の干渉はありません。

ただ、上記の当たり前は少し難しい「当たり前」になります。設計初心者の方は、もっと先にやるべき当たり前があります。

 

当たり前の設計参考モデル

参考モデルは以下の通りです。

この装置は見ての通り、インデックスが回り、あるポイントに到達するとカム機構が機能し治具が稼働する仕組みになっています。

素晴らしいテクニックですよね。

 

でも、ちょっと気づきたい設計ポイント

上記モデルを見て、瞬時に違和感に気づいた方は設計士としていい感じに仕上がっています。「こんな事に使えるなんて、側面にタップ付いたカップリング超便利~」と思いますが、ちょっと惜しいんです。

どうゆう事かというと「このカップリング固定部、回っちゃわない?」という違和感を持ちます。そして「位置出しづらい感じがする」という違和感が頭をよぎります。この気付きが出た場合、この使い方は基本的に不採用とした方がよいです。「いや、カラーの締め付け力強いから大丈夫です!」と、言われたとしても不採用判断です。

その理由は、

  • いくら設計者が安全率を計算しても、実際の組立で再現出来るとは限らない
  • インデックスサイズUPや負荷の設計変更が来たときに使えない可能性がある

ということです。

 

私が一緒に仕事をしている若手も、こういった見えにくい部分を逃してしまうことがよくあります。当たり前の設計を簡単にいえば、力の受ける方向に対して真っ向から受けたり、押したりすることを言います。

 

なんか、簡単ですよね。

 

でも、実際にそれが出来ていない装置は沢山あります。それはなぜかというと、複雑な設備や狭小で装置を動かす場合に、機構を成り立たせる事に意識を奪われ、基本的に抑えておかないといけない部分が見えなくなるからなんです。

 

これ、結構大切な事です。

 

例えば今回の場合「この側面タップ付いたカップリング使えば超便利~一石二鳥~」となって、当たり前の「真っ向から受ける」という単純な行為を「カップリングの締め付けによる力と摩擦力に任せている」んです。便利ですが、大切な部分を忘れてしまっているということです。

 

ですがら、機構として成り立ちますが、

  • いくら設計者が安全率を計算しても、実際の組立で再現出来るとは限らない
  • インデックスサイズUPや負荷の設計変更が来たときに使えない可能性がある

と、いうことです。(二度も同じこと言ってすみません)

 

その他の当たり前設計について

実はまだまだ沢山の当たり前があるんですよね。鋼材の使い方にも、当たり前がありますし、各機械要素別に当たり前の使い方がありますし。

まぁ、それらは徐々に文章化してシェアできればと思います。今日もお付き合いありがとうございました。あ、ちなみに私も当たり前の設計を逃す時もあります。どうかお許し下さい笑

以上です。




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