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検討シート・電動アクチュエータ選定一式（ボールねじ）
電動アクチュエータ（ボールねじ）選定の検討シート
直線の駆動の必要推力から、ボールねじの駆動トルク、ねじ軸の座屈・危険速度・寿命の確かめまでを 1 枚でつなぎます。現状と案 A・案 B を並べて比べられます。
検討シートは「この端末に保存」を押したときだけ、この端末のブラウザーに保存します。「保存を消す」で消せます。
1必要推力
結果
入力すると、ここに結果が出ます。
2駆動トルク（モーター直結）
結果
入力すると、ここに結果が出ます。
3ねじ軸の確かめ（座屈・危険速度・寿命）
ボールねじの許容軸方向荷重・許容回転速度・寿命の計算（座屈・危険速度）
結果
入力すると、ここに結果が出ます。
現状と案の比較
| 項目 | 現状 | 案 A | 案 B |
|---|---|---|---|
| 1. 必要推力：判定 | — | — | — |
| 1. 最大の推力（大きさ）（N） | — | — | — |
| 1. 往き・等速（N） | — | — | — |
| 2. 駆動トルク（モーター直結）：判定 | — | — | — |
| 2. 必要なトルク（N·m） | — | — | — |
| 2. 慣性モーメントの比（負荷 ÷ ロータ）（（比）） | — | — | — |
| 3. ねじ軸の確かめ（座屈・危険速度・寿命）：判定 | — | — | — |
| 3. 許容軸方向荷重（座屈と圧縮の小さい方）（N） | — | — | — |
| 3. 許容回転速度（r/min） | — | — | — |
| 3. 寿命時間（h） | — | — | — |
値は SI の単位で示します。判定の語は、それぞれの計算が出したものです。
参考
直線の駆動の必要推力の計算（軸方向の荷重）
- University Physics Volume 1「6.2 Friction」・OpenStax（ライス大学）・動摩擦力 fk = μk·N と摩擦係数の表・資料を開く
摩擦の部分だけで、傾き・加速度・外力を含む推力の式は載っていません。 - Selection Criteria – Example Ball Screw Selections（515-1E、英語）・THK・「High-Speed Transfer Equipment (Horizontal Use)」「Vertical Conveyance System」の軸方向荷重・資料を開く
- ボールねじの選定方法4・ミスミ・技術データ。「ボールねじの選定例（X軸の場合）」の軸方向荷重・資料を開く
- General Catalogue 2017/2018 Technical Reference — Selection Calculations Motors（英語）・Oriental Motor（米国）・H-3（傾斜）、H-7〜H-9（ボールねじの例）・資料を開く
ボールねじの駆動トルクの計算
- General Catalogue 2017/2018 Technical Reference — Selection Calculations Motors（英語）・Oriental Motor（米国）・H-3・H-5（ボールねじの負荷トルク）、H-7〜H-9（例）・資料を開く
- Selection Criteria – Example Ball Screw Selections（515-1E、英語）・THK・「High-Speed Transfer Equipment (Horizontal Use)」「Vertical Conveyance System」のトルクの計算・資料を開く
ボールねじの許容軸方向荷重・許容回転速度・寿命の計算（座屈・危険速度）
- Ball Screw 技術解説（515-1E、英語）「Calculating the Modified Nominal Life」・THK・B15-48 Table 2: Load Factor (fW)・資料を開く
- Selection Criteria – Example Ball Screw Selections（515-1E、英語）・THK・B15-73 座屈・危険速度、「Vertical Conveyance System」の寿命・資料を開く
- ボールねじの選定方法2・ミスミ・技術データ。許容軸方向荷重・許容回転速度の計算例・資料を開く
- ボールねじの選定方法3・ミスミ・技術データ。寿命時間の計算例・資料を開く
参考先は MechOwl が独自に選んだもので、参考先が推奨・保証するものではありません。
使い方
1 の必要推力に、動く部分の質量・軸の傾き・摩擦係数・加速度と減速度を入れます。2 の駆動トルクにはリード・効率と加速の条件を、3 にはねじ軸の谷径・取付方法と取付けの間の距離を足します。3 は求めたいもの（座屈・危険速度・寿命）を切り替えて確かめます。
つなぎ方
- 1.「必要推力」の「動く部分の質量」 → 2.「駆動トルク（モーター直結）」の「動く部分の質量」
必要推力の計算と同じ、動く部分の質量です。 - 1.「必要推力」の「往き・等速」 → 2.「駆動トルク（モーター直結）」の「軸方向の荷重（等速のとき）」
往き・等速の推力を、等速のときの軸方向の荷重として使います（加速の力は駆動トルクの計算で別に足します）。戻り・等速の推力の大きさの方が大きいとき（外力を負で入れたときなど）は、つながずにその値を入れてください。 - 1.「必要推力」の「最大の推力（大きさ）」 → 3.「ねじ軸の確かめ（座屈・危険速度・寿命）」の「軸方向の最大荷重（圧縮、任意）」
最大の推力は、引張りか圧縮かを区別しない大きさです。これを圧縮の最大荷重として比べます（大きめに見る側）。圧縮になる区間だけの値が分かるときは、つながずにその値を入れてください。 - 2.「駆動トルク（モーター直結）」の「モーターの回転数（運転）」 → 3.「ねじ軸の確かめ（座屈・危険速度・寿命）」の「最高回転速度（任意）」
モーター直結（減速機なし）なので、モーターの運転の回転数をねじ軸の最高回転速度として使います。
つないだ値は、前の計算の結果（SI の値）を次の計算の入力の単位に換えて使います。前の計算の結果が出ていないときは、空のままにします（値を補いません）。「つながずに入れる」を選ぶと、その入力だけ自分で入れられます。
自動でつながない値
- 2.「駆動トルク（モーター直結）」の「モーターの回転数（運転）」 と 3.「ねじ軸の確かめ（座屈・危険速度・寿命）」の「平均回転数 N_m」：寿命の平均回転数は、加減速と停止を含む運転のパターンの平均で、運転の回転数とは違います。出典の式で求めた値を入れてください。（前の計算の値を参考に表示します）
- 1.「必要推力」の「往き・等速」 と 3.「ねじ軸の確かめ（座屈・危険速度・寿命）」の「軸方向の平均荷重 P_m」：寿命の平均荷重は、区間ごとの荷重の 3 乗平均です。等速の推力 1 つとは違います。（前の計算の値を参考に表示します）
- 駆動トルクの計算の「ねじ軸の外径」と、座屈・危険速度の「ねじ軸の谷径」は違う寸法なので、つなぎません。
- 駆動トルクの計算の「ねじ軸の長さ」（慣性モーメント用の全長）と、座屈・危険速度の「取付けの間の距離」は違う長さなので、つなぎません。
- 減速機の選定はこのひな形に入れていません。駆動トルクの計算はモーター直結（減速機なし）で、加速トルクにモーターのロータの慣性を含むため、間に減速機を入れる形にはつながりません。減速機を使うときは、減速機の選定の計算を別に使ってください。
使う計算
保存とデータの扱い
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