[機構学]スライダクランクに働く力の計算

スライダクランクに働く力の計算方法を紹介します．単節からなる回転リンク機構の力の伝達の解析においては，各節の一つの節点に入る力を節の引張（圧縮）力と回転力に分解し，引張（圧縮）力成分をもう一方の接点を中心にして次の節の引張（圧縮）力と回転力に分解する，ということを繰り返していくことが基本となります．

オフセットのない往復スライダクランクのスライダの節点（点Ｂ）とクランク回転中心（点Ｏ）の長さをl，クランク長さをb，コネクティングロッド長さをc，点ＯＢに対するクランク角度をθ，コネクティングロッド角度をφとし，スライダの移動方向に平行の力Fをスライダに加えた場合，クランクの回転トルクτは，
\tau = \frac{2\sqrt{c^2 - b^2\sin^2{\theta}}\sin{\theta}+b\sin{2\theta}}{2\sqrt{c^2 - b^2\sin^2{\theta}}}Fb
となる．また，スライダがリニアガイドに押しつけられる力F_sは，
F_s = \frac{b\sin{\theta}}{\sqrt{c^2 - b^2\sin^2{\theta}}}F
となります．