往復運動

この記事は出典を引用していません。 信頼できるソースへの引用を追加することで、この記事を改善する手助けをしてください。 ソースのないものは削除される可能性があります。 “Reciprocating motion” – news – newspapers – books – scholar – JSTOR (December 2009) (Learn how and when to remove this template message)

Reciprocating motionは、往復運動とも呼ばれ、上下または前後の直線運動を繰り返す運動である。 レシプロエンジンやポンプをはじめ、さまざまな機構に見られる。

複動式定置蒸気機関往復運動から回転運動への変換を示す。 左がピストン、右がフライホイール軸に取り付けられたクランク

歯車を使って回転運動から往復運動への変換を実演する機械。 下の歯車は機構を駆動する

クランクは円運動を往復運動に変換したり、逆に往復運動を円運動に変換するために使用される。

たとえば、内燃機関(レシプロエンジンの一種)内部では、シリンダ内で燃焼した燃料の膨張によってピストンを周期的に押し下げ、コネクティング・ロッドを介してクランクシャフトを回転させる。 クランクシャフトが回転し続けることで、ピストンが再び上昇し、次のサイクルに備えられる。 ピストンは往復運動し、それがクランクシャフトの円運動に変換され、最終的に車両を推進したり、他の有用な仕事をする。

ポンプピストンの往復運動は、正弦波単純調和運動に近いが、それとは異なる。 車輪が完全な一定回転速度で駆動されると仮定すると、クランクシャフト上のコネクティングロッドに接続する点は、円周上を一定速度で滑らかに回転することになる。 従って、その点の変位は、定義上、確かに正確に正弦波となる。 しかし、1サイクルの間、コネクティングロッドの角度は連続的に変化する。 そのため、コネクティングロッドの「遠い」端(つまりピストンにつながっている)の水平変位は、正弦波とはわずかに異なる。 蒸気機関車が停止状態から発進するような、車輪が完全な一定の回転速度で回転していない状況は、とても正弦波とはいえません

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