而兩中心軸之夾角 = - 。 O N S P S N ▲圖 9 - 6 內接圓錐形摩擦輪 N O N P ▲圖 9 - 7 內接圓錐形摩擦輪( = 90 ) 如圖 9 - 7 及圖 9 - 8 所示分別相當類似於如圖 9 - 4 及圖 9 - 5 所示,只 是兩輪之轉向相同與相反而已。 204 三、凹槽摩擦輪(grooved friction wheels) 如圖 9 - 9 所示,在圓柱形摩擦輪上作成槽形,其目的在增加摩擦力,精密定位台使 摩擦輪可在不增加輪徑及正壓力之情形下,而能傳送較大的動力。 凹槽摩擦輪通常都是由鑄鐵做成,其溝槽兩邊的夾角 ,一般都是在 30°~40°之間,太大則效果不佳;太小則會嚙合過緊,消耗動力。這種機構常 被應用在礦場的起重機及帶動旋轉式泵。 N O N P ▲圖 9 - 8 內接圓錐形摩擦輪( > 90 ) ▲圖 9 - 9 凹槽摩擦輪 四、變速摩擦傳動機構 在摩擦傳動機構中,有一類其速比可作某種程度之調整,即稱為變速摩擦 傳動機構,茲就幾種常用之此種機構說明如下。
球面與圓柱(sphere and rolling cylinder) 如圖 9 - 11 所示,由如同輥子之圓柱與球面形之轉輪組合而成。ac為主動 件 A 輪之旋轉軸心線,同時 a 點亦為球面之中心點。從動件 B 之旋轉軸中心 線,與ac相交,即兩輪之旋轉軸中心線始終維持在一個平面上,圓柱B由支架 托住,支點 e 有彈簧與機械相連。 當圓柱 B 在實線位置時,圓柱軸心正好與球面輪軸成垂直,兩輪在 c 點接 觸,因此 A 輪轉動時,B 輪仍保持靜止不動。當圓柱 B 在虛線位置時,兩輪之 接觸點由 c 移至 c1。如此經由圓柱面位置之變動,接觸半徑 R 便改變而圓柱直 徑不變,可得不同角速比。 206 精密定位台此種摩擦傳動機構,只是點的接觸,因此,只能適於小動力之傳動,故均 用在精細機構。 伊氏圓錐摩擦輪(Evans friction cones) 如圖 9 - 12 所示,由兩個完全相同之截錐體 A 與 B 所組成,兩輪軸互相 平行,兩輪中間夾一扁平皮帶 C,A 輪與 B 輪間則利用彈簧或其他裝置,產生 轉軸的壓緊力,不致滑動而傳達動力,只要移動帶圈 C 之位置,即可改變從動 軸的轉速。 A C B ▲圖 9 - 12 伊氏圓錐摩擦輪 E B B A A D F C ▲圖 9 - 13 空心圓盤和滾子 空心圓盤和滾子(hollow disk and roller) 如圖 9 - 13 所示,由兩個相同的滾子C和D,分 置於兩個空心圓盤 A 和 B 之間。兩個滾子 C 和 D,可 藉叉桿 F(圖中只畫出一個叉桿)之相聯轉動,對轉 軸 E 作對稱性之位置調整。 現在若使圓盤 B 固定於 E 軸,
▲圖 4 - 7 滑鍵 用於傳送大動力或重負荷者 斜角鍵(barth key) 如圖 4 - 8 (a)、(b)所示,為了將方鍵嵌於軸部之兩側製成斜面, 以便軸朝任何一方向迴轉時,鍵與鍵槽都可緊密配合,並可減少發生扭 轉之傾向。 (a) (b) ▲圖 4 - 8 斜角鍵 70 切線鍵(tangent key) 如圖 4 - 9 (a)、(b)所示,又稱路易氏鍵(Lewis key),精密定位台由兩個形 狀相同之斜鍵相對組合而成(斜鍵斜度 1:100),裝置時,鍵的對角線 必須在軸的周緣上以承受剪力,一般切線鍵其配置為2處(互成120°), 但迴轉方向一定時只配置一處即可,常使用於有衝擊負荷之處。 120° (a) (b) ▲圖 4 - 9 切線鍵 栓槽鍵(spline key) 如圖 4 - 10(a)、(b)、(c)所示,又稱裂式鍵或栓槽軸(spline shaft),將軸與輪轂製成與齒輪相似之齒形,互相組合而成一體,使彼 此間不發生相對迴轉運動,但允許軸與輪轂有軸向滑動。它是利用多鍵 可防止軸因鍵槽導致強度減弱,利用多齒可以分散鍵部位的作用力,因 此可用較小的容許應力來傳遞極大之轉矩(動力),常使用於馬達及汽 車引擎之處。 (a)栓槽之軸(方形) (b)栓槽之軸(漸開線形) (c)栓槽之輪轂 ▲圖 4 - 10 栓槽鍵 71 鍵 與 銷 4 ( ) ( ) 甘迺迪鍵(Kennedy key) 如圖 4 - 11 所示,由兩個方形斜鍵組成,裝置時,兩個鍵之對角線交於 軸中心成 90°,承受壓應力而傳送兩個方向之動力。 b 90° D b = D 4 D 5 1:100
可分為開放式 ( 無密封 )、鋼板防塵蓋 ( 單面或雙面 ) 與橡 膠密封圈等三種。其對應國際慣用型號為 Z( 單面鋼板防塵蓋 )、ZZ( 雙面鋼板防塵蓋 ) 與 RS( 橡膠密封圈 )。 4.2.1 鋼板防塵蓋 (Z,ZZ) 鋼板防塵蓋為非接觸式設計 ( 固定於軸承外圈與內圈無接觸 ),主要作用為防止外部異 物入侵及防止內部潤滑油脂外洩,適用於高轉速電機等低摩擦力矩或需承受極高與極低溫產 品設計。 4.2.2 滾針軸承橡膠密封圈 (RS) 橡膠密封圈主要功能與鋼板防塵蓋相同,但有更佳的防止外部異物入侵軸承內部,造成 軸承損壞與防止內部潤滑油外洩功能,但因其材質限制此類軸承較不適用極高溫或極低溫場 所。根據密封圈與軸承內圈接觸不同,有分為緊接觸式 (LLU)、非接觸式 (LLB) 與一般輕接 觸式設計。緊接觸式密封圈防塵防水性能極佳,適用於暴露於戶外的產品使用,如機車、自 行車、移動式電機等。 產品設計的整體使用壽命 軸承動負荷與靜負荷估算結果 實際環境運作結果修正 裝卸流程與維修保養難易度 10
在前述軸承分類中有提到的 沖壓軸承,其材質主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶,硬度較低但透過電鍍等工序,可以提供 相當好的防鏽性能,又此類產品加工較為簡便,成本亦相對低廉,所以應用的範圍相當的廣 泛。 保持架材質多用低碳素 (0.1%) 的熱軋或冷軋鋼板,視用途需要也有使用黃銅或不鏽鋼 板,滾針軸承其結構亦根據承受負荷、耐衝擊強度可選用鉚釘或彎爪保持架。在特微型軸承中,因為 有著重量與高轉速下性能或噪音的極度要求,故常使用合成樹脂 ( 尼龍 ) 保持架。 彎爪保持架 鉚釘保持架 尼龍保持架 9.2 軸承鋼珠材質 18 九、軸承的材質 鋼珠標準值 鋼珠類別 1. 碳鋼珠 回火時間短,耐衝壓及質軟可延展。 2. 鉻鋼珠 軸承鋼有高而強韌的硬度和良好耐磨性,耐衝擊性、熱處理後穩定性高、變形量小以 及高的彈性極限。 3. 不鏽鋼珠 具有良好的耐蝕性、耐熱性 耐腐蝕性和無磁性。 九、軸承的材質 19 9.3 陶瓷材質介紹 9.3.1 陶瓷珠規格 陶瓷材質主要有氧化鋯( ZrO2)、氧化硅( Si3N4)、碳化矽( SiC )和氧化鋁( Al2O3 )等, 以綜合性能和性價比來說,適用於軸承使用的有氧化鋯和氮化硅兩種材質。
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