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No.000160 n倍速機構

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

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

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

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。
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    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。
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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

    4. 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。
    5. 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 数量 参考単価
(単位:円)
参考出荷日 最新カタログ
掲載ページ番号
1 ガイド付シリンダ ガイド付シリンダ MGCLF20-20 1 13,280 1 日目 2_1557
2 ミニチュアリニアガイド 標準ブロック/微すきま ミニチュアリニアガイド 標準ブロック/微すきま SE2BZ13-145 2 5,450 5 日目 1_561
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 4,380 5 日目 1_633
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 5,080 5 日目 1_633
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 2,080 3 日目 1_1638
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 2,480 3 日目 1_1638
7 回転軸 回転軸 SSFHKR10-80-KA4-A14-KB36-B8-KC62-C14 1 1,120 2 日目 1_853
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 2 680 1 日目 1_1027
9 ベアリング用スペーサ ベアリング用スペーサ CLBUM10-12-4 2 500 2 日目 1_1075
10 ベアリング用スペーサ ベアリング用スペーサ CLBPM10-12-8 2 500 2 日目 1_1075
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 2,840 3 日目 1_1603
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 2,110 3 日目 1_1603
13 平行キー 平行キー KES3-8 1 300 1 日目 2_285
14 平行キー 平行キー KES3-LC14 2 500 3 日目 2_285
15 シリンダ用センサ シリンダ用センサ MD13L3 2 2,310 1 日目 2_1548
16 スピードコントローラ スピードコントローラ SPSNL4-1 2 760 1 日目 2_1575
17 ワークガイド ワークガイド WGLN-20-20-12 4 1,740 2 日目 1_1867
  • 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。
  • 価格、出荷日などは参考値のため実際と異なる場合があります。詳細はWeb Order System等にてご確認ください。
  • 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。
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    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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    4.著作権
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      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

    4. 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。
    5. 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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