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スライダクランクのピストン位置計算

このスライダクランク計算機は、クランク角、クランク半径、コンロッド長からピストンまたはスライダの瞬間位置を求めます。行程軸上におけるクランク軸中心からピストンピンまでの距離と、上死点からの変位を別々に示すため、位置の基準が明確です。厳密な機構幾何を用い、長さの単位を統一すればミリメートルやインチなどを利用できます。

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機構と位置基準を指定します

スライダクランクは、剛体のコンロッドを介して回転運動を往復運動へ変換します。上死点を0度としてクランク角を度で入力し、クランク半径とコンロッドの中心間長さを指定してください。2つの長さには、ミリメートルやインチなど同じ単位を使用します。piston_position_from_crank_centerは、行程軸に沿ったクランク軸中心からピストンピンまでの距離です。displacement_from_top_dead_centerは上死点でゼロとなり、下死点へ向かって増加します。両方を示すことで、「ピストン位置」が異なる基準を指す混乱を防ぎます。1回転を成立させるため、コンロッド長はクランク半径以上でなければなりません。1回転の範囲外にある角度は、0度以上360度未満の等価な値へ正規化されます。

結果を生む幾何を理解します

計算では、クランクピンの位置を行程軸に平行な成分と直角な成分に分解します。半径をr、コンロッド長をl、角度をθとすると、位置は x = r cos(θ) + √(l² − r² sin²(θ)) です。平方根の項はコンロッドの軸方向成分です。上死点は l + r にあり、そこからの変位は l + r − x です。同軸機構では下死点が l − r、全行程が2rになります。有限長のコンロッドでは、運動は完全な正弦波になりません。コンロッドの傾きにより中間行程の前後で非対称性が生じ、クランクに対して長いほどこの影響は小さくなります。本計算はオフセットのない剛体リンクモデルで、シミュレーションや外部データを使わず安定した数値を返します。

設計と解析に出力を活用します

変位表の作成、コンロッド比の比較、特定角度での事象の特定、CAD図面の照合に利用できます。角度列を調べる場合は、寸法と単位を固定して角度ごとに計算してください。行程と死点位置は検算にも役立ちます。0度では上死点からの変位がゼロ、180度ではクランク半径の2倍になります。本モデルは、行程軸がクランク軸中心を通り、リンクが剛体で、継手に隙間がなく、荷重や温度で寸法が変化しないと仮定します。したがって実働時の挙動ではなく幾何を表します。ピンやシリンダのオフセット、隙間、変形、公差には別のモデルが必要です。APIによる自動計算は1回$0.002です。元寸法が不確かな場合、表示桁数を実物の精度とみなさず確認してください。

活用例

エンジンの変位曲線を作成します

複数のクランク角で行程を求め、運動線図、バルブタイミング、コンロッド比の比較に使用します。

圧縮機やポンプを確認します

回転と容積またはプランジャ行程を結び付ける瞬間的なスライダ位置を求めます。

機械設計を検証します

死点、行程、中間位置を手計算やCADの結果と照合します。

よくある質問

この結果のピストン位置とは何ですか？

行程軸に沿ったクランク軸中心からピストンピンまでの距離です。別の項目に上死点からの変位を示します。

どの長さ単位を使用できますか？

crank_radiusとconnecting_rod_lengthを同じ単位にすれば、任意の長さ単位を使用できます。出力もその単位です。

クランク角の0度はどこですか？

クランクとコンロッドが行程軸上でピストン側へ伸びる上死点です。

シリンダ軸やスライダ軸のオフセットに対応しますか？

対応しません。行程軸がクランク軸中心を通る標準的な同軸機構を扱います。

コンロッド長が半径以上である必要があるのはなぜですか？

短いコンロッドでは1回転全体で剛体リンクの幾何が成立しません。この制限により全角度で実数位置を得られます。

API計算の料金はいくらですか？

APIの各リクエストは$0.002です。計算は決定論的で、外部サービスを利用しません。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/eng/slider-crank-position

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eng/slider-crank-position \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"crank_angle_deg":60,"crank_radius":50,"connecting_rod_length":150}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/slider-crank-position", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "crank_angle_deg": 60,
    "crank_radius": 50,
    "connecting_rod_length": 150
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/eng/slider-crank-position",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "crank_angle_deg": 60,
    "crank_radius": 50,
    "connecting_rod_length": 150
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/slider-crank-position", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"crank_angle_deg":60,"crank_radius":50,"connecting_rod_length":150}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"crank_angle_deg":60,"crank_radius":50,"connecting_rod_length":150}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/slider-crank-position", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "crank_angle_deg": 60,
  "crank_radius": 50,
  "connecting_rod_length": 150
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "eng.slider_crank_position",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →