按軸承面接觸形式分為 滑動軸承 軸與軸承間以面接觸者。 滾動軸承 軸與軸承間以點或線接觸者。 滑動軸承之優點: 構造簡單。 裝卸容易。 運轉安靜。 可承受較大之衝擊負荷。 但易於腐蝕、潤滑及散熱較困難,功之損失較大。 滾動軸承之優點: 規格統一具互換性。 起動阻力小,潤滑容易。 可長時間連續運轉。 滾針軸承磨耗小,較易維持精度。 惟裝設較困難、成本高,無法局部修理更換及承受較大負荷,磨 損後易生噪音及振動。 襯套之材料常用較軸材料軟之青銅、磷青銅、白合金及砲銅等製成。 對合軸承,應用最多的滑動軸承,如工具機的主軸及汽車曲柄軸上之 軸承。 140 四部軸承,常用在大型汽車、發電機、電動機及蒸汽機等之軸承。 多孔軸承,以粉末冶金法製造的軸承,亦稱自潤軸承。 無油軸承,不加油亦具有極佳潤滑性,如尼龍軸承。 錐形滾子軸承,可同時承受徑向負荷與軸向負荷。
151 帶 輪 7 膠合法 縫合法 鉚合法 扣接法 銷 皮帶扣 皮帶 皮帶 皮帶扣 鉚釘 搭帶 皮帶 靠輪面 運動方向 運動方向 接頭 皮帶 表面 ▲圖 7 - 6 皮帶之結合方法 先把皮帶兩端對接,在接合處之外側 搭蓋一片皮帶,用鉚接方式接合。 先把皮帶兩端對接,在靠近接合面處 衝製數個小孔,利用強力耐磨之線或 細鋼絲,將皮帶兩端接合。 利用金屬皮帶扣予接合的方法。 精密定位台一般機工廠的平皮帶均使用此種方法 接合,方便快速。 151 先把皮帶兩端削成單斜狀,相搭膠合 壓緊。 需注意接頭貼在輪面處及皮帶運動方 向,否則接合處容易張口,逐漸斷裂。 效率最佳約 80~90 %。 152 四、防止皮帶脫落的方法 當皮帶在帶輪上傳動時,由於皮帶兩側所受張力之不同,若速度較高時, 皮帶較鬆側即產生跳動,因而有脫落之慮,防止的方法常見的有下列三種,如 圖 7 - 7 所示。 用隆面帶輪約束 用帶叉約束 用凸緣帶輪約束 中央隆起 凸緣 帶叉 在帶輪之輪面中央部分做成隆起狀,使帶與隆 面帶輪緊密接觸防止皮帶脫落。 隆面高度約輪寬的 1 50 ~ 1 100。 目前平皮帶輪大部分均採用此種方式約束皮帶 脫落。 利用帶叉裝置在皮帶進輪處約束皮帶跳動。 因為皮帶容易產生摩擦作用而磨損,故不常採 用。 帶輪兩側製成凸緣狀(rim),可約束皮帶脫 落。 會影響皮帶之裝卸,除了長期裝置或不常裝卸 之皮帶者外,一般很少使用。 ▲圖 7 - 7 防止皮帶脫落的方法 153 帶 輪 7 五、
精密機械或半導體等 相關的產業,都有趨向小型化、精密化及細微化,因此對於微米、次微米甚至於奈米的 定位精度之要求亦日漸提昇。 精密定位技術在產業方面的應用極為廣泛,例如工具機、醫學顯微儀器、精密量測 儀器等,同時在奈米科技領域裡面亦是不可缺的技術,其產業價值無可限量。以下將針 對本研究之最主要的兩部分:精密定位平台與雷射感測器,IKO滑軌作更深入探討。 (一) 精密定位平台方面 微奈米精密定位技術之研究,一般是以壓電驅動平台來移動工件,此類型平台可提 供數十微米之微動位移;而對較長行程範園微奈米位移之研究,則需長行程平台來移動工 件,一般可提供幾厘米的位移量及數十奈米之精度。 教專研 097P-035 微奈米精密定位平台之即時監控系統之控制 97-348 機械工程系-童景賢 近年來,長行程奈米定位平台之研究以一維自由度居多,且以長行程的粗位移加上 微動位移的兩段式定位為主,如此可同時解決微動行程位移時間過久與長行程定位精度 不足之問題。兩段式定位之第一段的長行程可由伺服馬達驅動導螺桿,或線性馬達再加 上空氣軸承及導軌,或音圈馬達配上導軌等機台來達成;第二段之微動位移平台則多以 壓電陶磁驅動,也有使用 PZT 驅動位移平台以類似於尺蠖蟲蠕動的方式(Inch-worm Motion)來達到精密定位的要求。除此之外,亦可利用摩擦驅動(Friction drive)直接作長行 程的定位。 上述之各種方式所產生的位移量,
無法傳動較大動力。 因為滑動現象而有動力之損失,其接觸面易磨損。 輕負載高速度的傳動宜採用 摩擦輪 鏈輪 皮帶輪 齒輪。 摩擦輪之主動輪以金屬製作,則其從動輪應以 木材 皮帶 比主動輪較硬的金屬 比主動輪較軟的金屬 做成。 下列有關摩擦輪的敘述,何者不正確? 從動軸阻力過大時,兩 輪的接觸面完全滑動,IKO滑軌使機件不致損壞 可能發生相對滑動,速 比不正確 不能夠傳送較大的動力 由於兩機件直接接觸,運 動時噪音大。 9-2 摩擦輪的種類與構造 摩擦輪因兩軸裝置位置的不同(如平行、相交、不平行亦不相交──歪 斜),或所需速度的性質不同(如持續不變或成週期性變化),而有各種不同 的摩擦輪出現,其中最常見的有圓柱形摩擦輪、圓錐形摩擦輪、凹槽摩擦輪, 以及其他特殊形狀摩擦輪。 一、圓柱形摩擦輪(cylindrical friction wheels) 當兩輪軸之中心線在同一平面而且互相平行時,則可利用圓柱形摩擦輪來 傳達運動,是摩擦輪中構造較簡單者,依傳動之方式又可分為外接圓柱形摩擦 輪及內接圓柱形摩擦輪兩種,如圖 9 - 2 所示。 201 9 摩 擦 輪 S N A R S R N C B S A S B N R N C R P (a)
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,IKO滑軌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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