課題H3

タブの作成

  1. 左下の「+」から「Create Assembly」でタブを追加する。
  2. 新しいタブの名前を「H3」に変更する。

部品を準備する

  1. をクリックし、H2のときと同様にして「板」「歯車(20)」「歯車(25)」を挿入する。


  2. 組み立て画面上の板を右クリックして「Fix」を選び、板を固定する。

  3. 2つの歯車を適当にドラッグして移動させる。

歯車をはめる

  1. Revolute mate をクリックし、拘束条件の名前を「歯車(20)回転」に変え、左の穴の中心でMate connectorの円が板の手前側にくっついた状態でクリックする。次に右ドラッグで適当に表示方向を変え、「歯車(20)」の軸の根元にMate connectorが出た状態でクリックする。最後に緑のチェックマークをクリックする。これで「歯車(20)」が左の穴にはまり、軸のまわりに回転するようになる。
  2. 表示方向をTopにしてみると、歯車が板にぴったりくっついた状態になっているのがわかる。回転するときにこすれないように、板から少し浮いた状態にしたい。


  3. ツリーの「歯車(20)回転」をダブルクリックし、「Offset」にチェックを入れて数値を-2にして緑のチェックマークをクリックする。
  4. Offsetは、このように「遊び」を作りたいときだけでなく、欲しい場所にMate connectorを出しづらいときにも役に立つ。
    例えば左図のような棒を穴の奥まで入った状態で拘束条件をかけたいときは、まともにやろうとすると「穴の底の面の中心」と「棒の下の面の中心」にMate connectorが出た状態でクリックしないといけない。


    こういうときは、いったん「穴の入口の中心」「棒の下の面の中心」で拘束条件をかけておいて、Offsetで穴の深さ分だけずらしてやれば楽に同じ結果が得られる。


  5. Revolute mate をクリックし、拘束条件の名前を「歯車(25)回転」に変え、「歯車(20)回転」のときと同様にして対応させる場所を選ぶ。Offsetにチェックを入れてずれ幅を-2にしてから緑のチェックマークをクリックする。
  6. こうすれば拘束条件を作ると同時にOffsetもかけられる。必要ならLimitsも同時につけることができる。


  7. 表示方向をTopにし、2つの歯車が図のような位置関係になっていることを確認する。


  8. 2つの歯車をそれぞれドラッグして回転することを確認する。
  9. この時点では片方を回してももう一方は動かない。

歯車を連動させる

  1. Gear relation をクリックして、関係の名前を「歯車連動」に変更し、ツリーの「歯車(20)回転」「歯車(25)回転」をこの順番で選び、「Relation ratio」(この場合は回転の比率)に「20/25」と入力して、緑のチェックマークをクリックする。
  2. Gear relation は、Linear relation のような「関係」の一種にあたる。Linear relationがSlider mate (直線的な移動)どうしの関係なのに対して、こちらはRevolute mate (回転) どうしを関連付ける。
    Gear relation での「Relation ratio」は、「最初に選んだ方の回転に対して、あとから選んだ方の回転の速さの比率はどれだけか」にあたる。歯の数がそれぞれ20, 25なので、歯車(25)の方が回転が遅く、その速さは歯車(20)の20/25、つまり0.8倍になる。「Relation ratio」に直接0.8を入力してもよいが、分数で書いた方が間違いがおきにくい。


  3. 歯車をつかんでドラッグしてみる。こんどは左右が連動するはず。


  4. 表示方向をFrontにして歯車の噛み合わせ部分をズームしてドラッグし、歯がぶつからずに回るのを確認したら課題H2は完了。
  5. ここでは設計を単純にするために歯を直線的な形にしたが、実際の歯車の歯はきちんと噛み合うようにもっと複雑な形をしている。
    ツリーの「歯車(20)回転」を右クリックして「Animate」を選び、回転の角度を1800°、つまり5回転に設定して実行すると、左が5回、右が4回まわってちょうど最初の状態にもどることを確認できる。
    ドラッグで回転させる前の初期状態に手動で戻すのは難しいが、ツリーの拘束条件のどちらかを右クリックして「Reset」を選べば最初の状態(マークが向かい合っている状態)に戻せる。
    自由制作2で「デフォルトの美しいポーズ」的なものを見せたいときは、この方法を使うとよい。
    歯車の形をしていなくてもGear relation はかけられる。たとえば図のような形でも、それぞれがRevolute mate で回転するようになっていれば同様のことができる。円板どうしがすべらないようにするには、Relation ratioを円板の直径の比にすればよい。
    歯車をうまく組み合わせれば時計の針の動きを実現できる。下の図では、長針の歯車が10、右の歯車の大きい方は30、小さい方は10、短針の歯車が40本で、長針から短針で速さを(1/3)×(1/4) = 1/12にしている。
    回転軸の向きが違うものの間にもGear relation はかけられる。下の図の歯車は「かさ歯車」と呼ばれるもの。



課題H4

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