（cone clutchs） 如圖 6 － 44（a）、（b）、（c）所示，利用兩個互相配合之圓錐面產生 的摩擦力而傳達動力，適合於低速而動力較大的傳動，且為了維持良好 之接觸，常以彈簧作用於離合器上維持接合，半錐角 以 8°～14°較理 想，而以 12.5°為最佳。 彈簧 栓槽軸 （a） b （b） （c） 摩擦板 彈簧 離合器控制 圓錐 軸 ▲圖 6 － 44 滾針軸承錐形離合器 圖中 Fn 為錐面上的正壓力 rm 為摩擦面之平均半徑， ＝ ＝ ＋ （mm） b 為摩擦面之寬度（mm） P 為摩擦面之容許壓力（N/mm2 ，MPa） A 為摩擦面之接觸面積（mm2 ） 134 解 軸向推力為 穩定運轉時，此時無摩擦力作用 公式 6 － 3 ＝ 啟動時，除了 Fn 之軸向分力外，尚有一軸向前進之摩擦阻力 Fncos 公式 6 － 4 Fa ＝ Fnsin ＋ Fncos ，即 Fa ＝ Fn（sin ＋ cos ） 由於摩擦所產生之扭矩（圓周方向）為 公式 6 － 5 ＝ ＝ ＝ 由（公式 6 － 3）得知： ＝ ＝ ＝ 公式 6 － 6 ∴ ＝ 4 如圖 6 － 44（b）所示之錐形離合器， ＝ 12.5°，錐面寬 10 公分，錐體摩擦面平 均直徑100公分，摩擦係數為0.2，錐面允許工作應力為0.1MPa，求此離合器啟動時 所需的軸向推力。（sin12.5°＝ 0.2164，cos12.5°＝ 0.9762） b ＝ 10cm ＝ 100mm Dm ＝ 100cm ＝ 1000mm ＝ 0.2 P ＝ 0.1MPa
用於小空間、短距 離，受外力時由大直徑先變形，所以大 直徑抵抗力較小，且可將彈簧壓至最低 點而成為一圓形板狀，為其優點。如沙 發椅、彈簧床及手電筒後蓋上壓縮電池 用的彈簧。 二、板片彈簧 利用扁平或板狀材料製造而成者，一般也叫平彈簧或片彈簧，可分為下列 五種，如圖 5 － 5 所示。 90 ▲圖 5 － 5 板片彈簧 利用平的金屬板製成，精密定位台用於負荷較小的場 合。 支持點產生之應力最大，常做成三角形， 以使斷面等強度。 常用於電氣開關、機槍彈匣、指甲剪。 又稱圓盤彈簧或碟形彈簧，學稱貝勒維爾 彈簧（belleville）。 利用薄片材料衝壓而成，形狀如盤，中間 有 1 圓孔，而內徑大小會影響彈性大小，一 般取內徑為外徑的一半時具有最大彈性。 常用於安裝空間小，且需要負荷大之重型 機械或模具，如使用在離合器、壓床及煞 車系統上之彈簧。 目前歐、美、日等國大量使用的產品之一。
彈簧線圈的平均直徑與線直徑的比值稱為 。 三根彈簧常數分別為 K1、K2、K3，經並聯後之總彈簧常數為 。 103 彈簧發生鬆弛現象，主要是由於 及 兩種因 素造成。 大型彈簧以使用 為材料，小型彈簧則以 或 為材料；而機械性質佳，抗拉強度高且韌性大，是最 良好之彈簧材料為 。 三、問答題 何謂彈簧？有哪四大功用？ 請說明下列各種彈簧之特徵及其應用： 壓縮彈簧。 錐形彈簧。 碟形彈簧。 疊片彈簧。 如圖（4）所示，求總彈簧常數 K 為若干？ K K K M ▲圖（4） 兩條串聯之拉伸彈簧，其彈簧常數分別為 10N/mm 和 20N/mm，若施一 600N 之拉力，則其總撓曲量為多少 mm？ 一彈簧常數為 200N/mm，施力 4000N 可將彈簧壓實，壓實時長度為 40mm，並知其容許公差之總和為 10mm，試求其最大壓縮量及自由長 度各為若干？ 104 如圖（5）所示，兩根彈簧的自由長度均為 200mm，精密定位台且彈簧常數均為 2kN/m，試求物體 A 與 B 之重量各為若干 N？ 250mm 400mm A B ▲圖（5） 彈簧所用材料中，琴鋼線具有哪些特性？ 帶輪 學習目標 能了解撓性傳動的基本理論。 能知悉皮帶的種類及其應用。 能熟練帶輪速比、皮帶長度、各種塔輪直徑、轉速及 傳動功率之計算。 146 7－1 撓性傳動 當主動軸與從動軸之間的距離較長，不適合使用摩擦輪或齒輪等直接傳動 方式，
皮帶就可能 在小輪上滑動。 皮帶傳動的優點是可用於兩軸距離較遠之傳動，裝置簡單成本低，且運轉 平穩、安靜、能抗突振及過度負荷；但其缺點是易發生皮帶滑動，速比不正 確，因此摩擦係數變大，傳動效率變小，其滑動損失一般約 2～3 ％。 A 主動輪 B 從動輪 ▲圖 7 － 1 皮帶傳動 147 帶 輪 7 （ ） （ ） 下列何者不是撓性傳動？ 精密定位台皮帶 鏈條 摩擦輪 繩索。 下列何者非為使用皮帶傳動之優點？ 裝置簡單 速比正確 噪音小 超負荷時安全。 7－2 帶與帶輪 作為動力傳遞的皮帶必須具有強韌而富柔曲性，耐久而有高摩擦係數及對 溫度、溼度、化學侵蝕之穩定性，因此皮帶的種類因製造之材料及製成的形狀 而有區別；而與帶配合傳動的輪子，稱為帶輪（pulleys），不同斷面形狀的 帶，其配合之帶輪也不同。茲分述如下。 一、依製造材料之不同區分 皮革皮帶（leather belts） 使用牛皮製造之皮帶，富有彈性，摩擦係數大，通常可分為單層、雙層、 三層及四層帶等四種，其中以單層帶及雙層帶最常用。
亦即C ＝ R － R1。 ▲圖 9 － 2 圓柱形摩擦輪 202 二、圓錐形摩擦輪（cone friction wheels） 當兩輪軸之中心線在同一平面，但不平行，而互成一定角度時，可利用圓 錐體（cone）或以共同頂點的截圓錐體（frustum of cone）之摩擦輪來傳達運 動。如圖9－3（a）、（b）所示。此種利用尖頭圓錐或截圓錐之摩擦輪，統稱 為圓錐形摩擦輪，精密定位台依其傳動之方式亦可分為外接圓錐形摩擦輪及內接圓錐形摩 擦輪兩種。 R R S P N N O S （a） R R S P N K N S O （b） ▲圖 9 － 3 圓錐形摩擦輪 外接圓錐形摩擦輪 如圖 9 － 3（b）所示，兩輪以圓錐外表面互相接觸，乃用於兩軸相交而迴 轉方向相反時之傳動。圖中兩圓錐輪有一共同頂點 O，此點亦為兩軸心之交 點， 為原動輪之半頂角， 為從動輪之半頂角， 為兩中心軸之夾角，則 ＝ ＋ 。 若將圖9－3（b）中之 角增加，但迴轉方向與角速度保持不變，則可相對 增加 及 。當 ＝ 90°時，即成如圖 9 － 4 所示的機構，其中 S 軸上之摩擦輪為 一圓盤。 若 角繼續增加，至 大於 90°時，則機構將變成如圖 9 － 5 所示，S軸上之 摩擦輪將呈內圓錐體。以上兩種形式，其迴轉方向依然相反。 203 9 摩 擦 輪 O N N S P S R R ▲圖 9 － 4 外接圓錐形摩擦輪（ ＝ 90 ） O N N R P S R ▲圖 9 － 5 外接圓錐形摩擦輪（ ＞ 90 ） 內接圓錐形摩擦輪 如圖 9 － 6 所示，以一小摩擦輪之外錐面和一大摩擦輪之內錐面相接觸， 乃用於兩軸相交而迴轉方向相同時之傳動，
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