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    No.000160 n倍速機構

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    本来のシリンダストロークを1+n倍に変換

    n倍速機構

    ミニチュアリニアガイド用高さ調整ブロック

    ミニチュアリニアガイド用高さ調整ブロック
    商品名ミニチュアリニアガイド用高さ調整ブロック
    型番GETE13-145-49
    特徴ミニチュアリニアガイド標準レールに対応した高さ調整ブロックです
    ※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です
    選定根拠 | 選定可能サイズ

    選定根拠

    予めリニアガイド取り付けボルト用の穴が付いており便利な為

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    選定可能サイズ

    ■ミニチュアリニアガイド用高さ調整ブロック(選定可能サイズ)

    タイプ材質表面処理
    基準側フリー側S45C無電解ニッケルメッキ
    A5052白アルマイト処理

    ■サイズ展開と各部寸法

    タイプスライドガイド高さ全長高さ
    指定1mm単位
    基準側
    フリー側    		840 10-60
    55
    70
    85
    100
    115
    130
    1055
    75
    95
    115
    135
    155
    175
    195
    215
    235
    255
    275
    1370
    95
    120
    145
    170
    195
    220
    245
    270
    295
    320
    345
    370
    395
    16110
    150
    190
    230
    270
    310
    350
    390
    430
    470
    20160
    220
    280
    340
    400
    460

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    ラックギア　Ｌ寸指定　圧力角２０°

    ラックギア　Ｌ寸指定　圧力角２０°
    商品名ラックギア　Ｌ寸指定タイプ（片端面加工品）　圧力角２０°
    型番RGEAL1.0HT-60-A10-B40
    特徴回転運動と直線運動を変換できます。長さや取付穴加工を指定することができます
    ※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です
    選定根拠 | 選定可能サイズ | 精度情報

    選定根拠

    既製品を使うことにより歯車加工費を抑えられる為

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    選定可能サイズ

    ■ラックギア　全長指定タイプ（片端面加工品）

    材質表面処理
    S45C四三酸化鉄皮膜
    快削黄銅棒-
    SUS304-
    MCナイロン-
    材質モジュール歯幅全長
    指定1mm単位
    S45C1.01020-400
    1.515
    2.020
    2.525
    3.030
    快削黄銅棒0.5320-280
    0.84
    SUS3040.5320-280
    0.84
    1.01020-480
    1.515
    2.020
    2.525
    3.030
    MCナイロン0.5320-280
    0.84
    1.01020-480

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    精度情報

    ■ラックギア（精度情報）

    精度：累計ピッチ誤差(単位：μｍ)

    モジュール全長
    100以下101-300301-500501-10001001-1980
    0.5-1.554(76)65(92)72(101)100(117)99(139)
    2.0-3.062(86)73(102)80(112)91(128)105(148)

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    平歯車　圧力角２０°モジュール１．０

    平歯車　圧力角２０°モジュール１．０
    商品名平歯車　モジュール１．０
    型番GEAKS1.0-45-10-A-10N
    特徴軸穴径、キー溝・タップの指定が可能です
    ※下記表内のオレンジ着色部分は本事例で使用した型式に該当する仕様です
    選定根拠 | 選定可能サイズ | 精度情報

    選定根拠

    既製品を使うことにより歯車加工費を抑えられる為

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    選定可能サイズ

    ■平歯車 (歯研タイプ)

    材質表面処理付属品
    S45C-セットスクリュー
    (SCM435四三酸化鉄皮膜)
    四三酸化鉄皮膜
    無電解ニッケルメッキ
    SUS304-セットスクリュー
    (SUS304)

    ■サイズ展開と各部寸法

    タイプ歯車形状モジュール歯数歯幅軸穴径(指定1mm単位）
    丸穴
    丸穴＋タップ    		キー溝穴
    キー溝穴＋タップ
    スタンダード円柱1.0 1210
    12    		6-8-
    136-10
    円柱
    円板ボス無し    		14
    15
    168-12
    17
    18
    円板ボス無し
    円板ボス有り    		196-108N
    206-10
    216-128N・10N
    22
    23
    24
    25
    266-158N-12N
    27
    288-1710N-12N
    296-178N-15N
    308-1710N-15N
    32108-18
    34
    358-2010N-17N
    36
    38
    40
    42
    44
    45
    46
    488-3010N-27N
    508-3210N-38N
    52
    54
    55
    56
    58
    6010-3512N-31N
    62
    64
    65
    66
    68
    7010-3912N-35N
    72
    75
    8010-4212N-38N
    8415N-38N
    85
    90
    95
    96
    10017-4217N-38N
    11017-4917N-45N
    120
    歯車仕様軸穴仕様
    丸穴　丸穴
    +タップ    		キー溝穴　キー溝穴
    +タップ
    ボス無し○　○　
    ボス有り○○　○

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    精度情報

    ■平歯車の精度

    歯の精度：　旧JIS B 1702 4級(新JIS B 1702-1 8級相当)
    軸穴径公差：　H7

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    IDEA NOTE 歯数の異なる平歯車の円周比を利用したn倍ストローク

    歯車1をシリンダで押すと固定ラックによって回転する。
    その回転力をシャフトで繋がれた歯車２へと伝え、移動ラックを動かすことでシリンダストロークに加え、歯車１と２の円周の違いによるストロークを得られる

    • SolidWorks,IGES,Parasolid,SATなどの3D CADとDXFの2D CADデータをダウンロードできます。
      CADデータ利用規定
      １．データの利用目的
      株式会社ミスミ（以下「当社」といいます）が本サイトに掲載するＣＡＤデータ（３ＤＣＡＤデータ、３ＤＣＡＤ中間データおよび２ＤＣＡＤデータをいいます）は、ＣＡＤを用いたレイアウト設計において、当社または当社取り扱いメーカーの製品（以下、製品といいます）の干渉・形状等を簡便に確認のためにご利用いただくことを目的として提供しております。
      また本サイトの各事例ページで記載された部品を組み合わせた場合の品質・正確性・機能・安全性・信頼性等の一切の保証は致しかねますので予めご了承ください。
      ２．データの特性
      ＣＡＤデータのうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の製品の形状と異なる場合があります。また、ＣＡＤデータの容量を軽くし、安定したデータの提供を維持するため、一部の製品につきましては油溝形状やネジ、バネ形状等を省略したデータとなっている場合がございます。あらかじめご了承のうえご利用ください。
      ３．免責事項
      当社は、ＣＡＤデータの作成にあたり十分な注意をしておりますが、上述のデータの特性により、ＣＡＤデータの正確性を保証するものではありません。また、当社は予告なしにＣＡＤデータを変更、追加または削除することがあります。当社は、理由の如何に関わらず、ＣＡＤデータの利用、変更および削除により生じるいかなる損害に対しても責任を負うものではありません。
      ４．著作権
      ＣＡＤデータに含まれる一切の情報の著作権は、当社または当社取り扱いメーカーに帰属します。当該著作権は、著作権法および国際条約により保護されています。当社の事前の許可を得ることなく、上述の利用目的以外にＣＡＤデータを利用（複製、改変、アップロード、掲示、送信、頒布、ライセンス、販売、出版等を含む）することはできません。また、貴社の機械設計以外の目的でのご使用（販売促進等のご使用を含む）はできません。
      上述の利用目的および法令等に違反したＣＡＤデータの利用が認められた場合、当社は、利用者に対しＣＡＤデータおよび当社のサイトの利用を禁止するほか、法的措置を取る場合があります。
      ５．第三者規定
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      CADデータに関する留意事項

      1. アセンブリデータは構想設計段階の組立図で、構造を説明するためのものです。従って、詳細な部品形状は、各種設計条件を加味して仕上げられたものではありません。
        データの一部を流用される際は、ご設計中の条件に適合した仕様に編集してください。
      2. ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
        サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。

        3. ※枠で囲われた部分がサブアセンブリ単位

      3. 製作部品は寸法や形状を編集しやすいスケッチ、ヒストリーを心がけて作成しています。
      4. ユニットに使用している他社購入品CADデータは、カタログを参照し、ミスミ監修にてオリジナルで作成しています。

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    • n倍速機構の部品リストをCSV形式でダウンロードできます。
    • ※ユニットのアセンブリCADデータは、いくつかのサブアセンブリで構成されています。
         サブアセンブリ単位で流用、編集できるように構成することを意図しています。

    仕様

    目的・動作

    • 動作
      • シリンダの押出動作により平歯車(小)が20stする。その時、固定ラック(下側)の上を回転しながら押出される がその回転運動により平歯車(小)とシャフトで繋がれた歯数の異なる平歯車(大)の回転で移動側のラックを押出す
      • この平歯車(小)と(大)の歯数比は1：1.5であるため、平歯車(小)が20st分回転する間、平歯車(大)は30st分回転することになる。よってワークベースの移動距離は20[シリンダストローク]+30[平歯車(大)回転量]=50stとなる
      • つまり、平歯車(小)と(大)の比を1:nにすることでストロークを1+n倍に変換することが可能

    対象ワーク

    • 形状種類：ブロック
    • 材質：タングステン
    • 外形寸法：W50×D55×H90[mm]

    特徴

    動作仕様・寸法

    • シリンダ前進ストローク：20[mm]
    • 稼動側ラックストローク：50[mm]
    • 外観寸法：L244×W160×H102[mm]

    必要精度・荷重

    • 荷重：47[N]

    主要部品の選定根拠

    • ラックと平歯車を材質を変えることで両方の磨耗を防ぎ交換部品を明確にする

    設計ポイント

    主要部品の計算工程

    • シリンダ出力の確認
      • 条件値：
        工場エア圧力：0.5[MPa]、シリンダ内径：φ20[mm]の時
        シリンダ推力（押出し側）：157[N]
        シリンダ推力（引込み側）：132[N]
        ワーク質量：M1=48[N]、ワークテーブル質量：M2=11.5[N]
        リニアガイド摩擦係数：μ=0.005
        シリンダストローク：st1=20[mm]
        ラックストローク：st2=50[mm]
        (平歯車(小)と(大)の歯数比は1：1.5であるため、平歯車(小)が20st分
        回転する間、平歯車(大)は30st分回転することになる
        よってワークベース(ラック)の移動距離は
        20[シリンダストローク]+30[平歯車(大)回転量]＝50stとなる)
        必要シリンダ推力：Fc
        ワークによる負荷：F1
    • 仕事量保存の法則
      シリンダ側とラック側での仕事量は等しいと考えると
      Fc×st1=F1×st2
      Fc=F1×st2/st1
      ここで、ワークによる負荷F1は
      F1=(M1＋M2)×μ =(48+11.5)×0.005=0.30[N]
      よって、必要シリンダ推力：Fc=0.30×50/20=0.75[N]
    • 結論
      シリンダ推力（引込み側）：132[N]＞0.75[N]となり シリンダ出力は十分といえる

    構造の作り込みと設計の勘所

    • シリンダの中心線上に移動ベース側歯車を配置し、左右均等に固定ラック側歯車を配置することで力の偏 りを無くした
      ラックとピニオンの位置調整は下のラックの取付穴、及びシム増減で調整
      平歯車よ りラックを硬くすることで交換部品を平歯車に限る
    • この構造の場合、ラックと接する歯車側の歯は常に部分的に一定となり、摩耗部分が決まってくる。歯面 の摩耗があった場合、単純に歯車の組立方を歯幅中心線に対し逆に組付ければ、摩耗した歯車が再度使用する ことが可能
    • 検索コード：#UL160

    部品リスト

    n倍速機構 構成部品
    No. 部品名 イメージ写真 ミスミ型式
    (商品詳細は下記型式をクリック)     		数量
    1 ガイド付シリンダ ガイド付シリンダ MGCLF20-20 1
    2 ミニチュアリニアガイド ミニチュアリニアガイド SSE2BZ13-145 2
    3 ミニチュアリニアガイド用高さ調整ブロック ミニチュアリニアガイド用高さ調整ブロック GETE13-145-49 1
    4 ミニチュアリニアガイド用高さ調整ブロック ミニチュアリニアガイド用高さ調整ブロック GETA13-145-49 1
    5 ラックギア　Ｌ寸指定　圧力角２０° ラックギア　Ｌ寸指定　圧力角２０° RGEAL1.0HT-60-A10-B40 1
    6 ラックギア　Ｌ寸指定　圧力角２０° ラックギア　Ｌ寸指定　圧力角２０° RGEAL1.0Z-50-A10-B30 2
    7 回転軸 回転軸 SSFHKR10-80-KA4-A14-KB36-B8-KC62-C14 1
    8 ステンレス小径玉軸受　両シールド形 ステンレス小径玉軸受　両シールド形 B6700ZZ 2
    9 ベアリング用スペーサ ベアリング用スペーサ CLBUM10-12-4 2
    10 ベアリング用スペーサ ベアリング用スペーサ CLBPM10-12-8 2
    11 平歯車　圧力角２０°モジュール１．０ 平歯車　圧力角２０°モジュール１．０ GEAKS1.0-45-10-A-10N 1
    12 平歯車　圧力角２０°モジュール１．０ 平歯車　圧力角２０°モジュール１．０ GEAKS1.0-30-8-B-10N 2
    13 平行キー 平行キー KES3-8 1
    14 平行キー 平行キー KES3-LC14 2
    15 シリンダ用センサ シリンダ用センサ MD13L3 2
    16 スピードコントローラ スピードコントローラ SPSNL4-1 2
    17 ワークガイド ワークガイド WGLN-20-20-12 4
    • 上記の部品リストには、ミスミ部品のみをご案内しております。
      部品リストダウンロード（CSV）では、ミスミ部品以外の他社メーカー品、加工品のリストもダウンロード頂けます。
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      また本サイトの各事例ページで記載された部品を組み合わせた場合の品質・正確性・機能・安全性・信頼性等の一切の保証は致しかねますので予めご了承ください。
      ２．データの特性
      ＣＡＤデータのうち、公差・表面の粗さ・面取り等については、実際の製品の形状と異なる場合があります。また、ＣＡＤデータの容量を軽くし、安定したデータの提供を維持するため、一部の製品につきましては油溝形状やネジ、バネ形状等を省略したデータとなっている場合がございます。あらかじめご了承のうえご利用ください。
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        データの一部を流用される際は、ご設計中の条件に適合した仕様に編集してください。
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      3. 製作部品は寸法や形状を編集しやすいスケッチ、ヒストリーを心がけて作成しています。
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