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ENGINEERING CALCULATORS

四節リンクの姿勢・速度比と駆動トルク

技術計算（試験公開）

4本のリンク長と入力角度から、2つの組立姿勢と出力角度、準静的な必要トルクを確認します。

入力条件

単位を選んで数値を入力。全角数字・1/8・1 3/8も使えます。単位を切り替えると数値も換算します。

計算結果

参考計算です。実際の設計への適合性・安全性を保証するものではありません。

条件の図

入力：青い記号を押して編集 結果：赤橙の値・線

計算式・適用条件

C=a(cosθ,sinθ); |D−C|=f; |D−(g,0)|=b. Velocity: a tθ+f tγ(dγ/dθ)=b tβ(dβ/dθ). Ti=To(dβ/dθ), no=ni(dβ/dθ).

摩擦のない剛体・平面4節リンクです。固定支点A=(0,0)、B=(g,0)で角度の正方向は反時計回りです。Tiは入力軸から機構へ加えるトルク、Toは機構から出力側へ伝えるトルクとして仮想仕事で計算します。負のTiは同じ回転方向に対する制動・逆向き駆動を表します。Toと出力速度が逆符号なら、出力側から機構へ動力が入ります。慣性・重力・摩擦・リンク強度・ピン面圧は含みません。一直線の特異姿勢では速度・トルク計算を停止します。表示した1姿勢が成立しても全周回転できるとは限りません。

表示値は丸めています。図は条件の説明図です。材質・物性の初期値は入力例なので、使用する材料・温度・条件の値に置き換えてください。

計算の参考資料
参考情報としてのご利用について

計算式には荷重・支持条件・変形の範囲などの前提があります。入力値・単位・計算式の適用条件を確認してください。図は条件を説明するもので、製作図や安全の証明ではありません。

材料値は代表値や参考範囲であり、製品の品質保証値や、そのまま使える設計許容値ではありません。規格・製品形状・寸法・調質・温度などで変わるため、採用する製品の仕様書や検査証明書などと照合してください。

表示する安全率や判定は、入力条件と計算モデルの範囲に限られます。規格適合・寿命・疲労・接合部などを含む設計全体の安全性を自動で確認するものではありません。実際の設計・製造・使用にあたっては、適用する法規・規格、製品仕様、必要な試験や専門的な検証を別途確認してください。

計算のために入力値をサーバーへ送る処理はありません。計算結果は規格適合や安全の自動判定ではありません。

この計算で求められること

4本のリンク長と入力角度から、2つの組立姿勢と出力角度、準静的な必要トルクを確認します。

入力・結果・適用条件を確認する

主な入力

  • 固定支点間 g
  • 入力リンク a
  • 中間リンク f
  • 出力リンク b
  • 入力角度 θ（＋は反時計回り）
  • 組立姿勢（C→固定支点Bの線を基準）
  • 入力回転数 nᵢ（＋は反時計回り）
  • 出力へ伝える反時計回りトルク To

得られる結果

  • 出力リンク角度 β (°)
  • 中間リンク角度 γ (°)
  • 瞬間速度比 dβ/dθ (—)
  • 出力回転数 no（符号付き） (rpm)
  • 準静的入力トルク Ti（符号付き） (N·m)
  • 可動支点Dのx位置（A基準） (mm)
  • 可動支点Dのy位置（A基準） (mm)
  • 伝達角の鋭角側 μ (°)

C=a(cosθ,sinθ); |D−C|=f; |D−(g,0)|=b. Velocity: a tθ+f tγ(dγ/dθ)=b tβ(dβ/dθ). Ti=To(dβ/dθ), no=ni(dβ/dθ).

摩擦のない剛体・平面4節リンクです。固定支点A=(0,0)、B=(g,0)で角度の正方向は反時計回りです。Tiは入力軸から機構へ加えるトルク、Toは機構から出力側へ伝えるトルクとして仮想仕事で計算します。負のTiは同じ回転方向に対する制動・逆向き駆動を表します。Toと出力速度が逆符号なら、出力側から機構へ動力が入ります。慣性・重力・摩擦・リンク強度・ピン面圧は含みません。一直線の特異姿勢では速度・トルク計算を停止します。表示した1姿勢が成立しても全周回転できるとは限りません。

関連する計算

What this calculator does

Explore either assembly branch of a four-bar linkage, output angle, instantaneous speed ratio and quasi-static input torque.

Inputs, outputs and applicability

Inputs

  • Fixed-pivot spacing g
  • Input link a
  • Coupler f
  • Output link b
  • Input angle θ, positive counterclockwise
  • Assembly branch about C→fixed pivot B
  • Input speed nᵢ, positive counterclockwise
  • Counterclockwise torque To delivered at output

Results

  • Output-link angle β (°)
  • Coupler angle γ (°)
  • Instantaneous speed ratio dβ/dθ (—)
  • Signed output speed no (rpm)
  • Signed quasi-static input torque Ti (N·m)
  • Moving joint D x from A (mm)
  • Moving joint D y from A (mm)
  • Acute transmission angle μ (°)

C=a(cosθ,sinθ); |D−C|=f; |D−(g,0)|=b. Velocity: a tθ+f tγ(dγ/dθ)=b tβ(dβ/dθ). Ti=To(dβ/dθ), no=ni(dβ/dθ).

Rigid, frictionless planar four-bar linkage with A=(0,0), B=(g,0) and positive counterclockwise angles. Ti is torque applied from the input shaft to the mechanism; To is torque delivered by the mechanism to the output, related by virtual work. Negative Ti indicates braking or reverse drive for positive input motion. Opposite signs of To and output speed mean power enters at the output. Inertia, gravity, friction, link strength and pin bearing are excluded. Velocity/torque calculation is rejected at collinear singular configurations. A feasible displayed pose does not prove full rotation is possible.

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