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

 

如圖 1 － 2 所示，滑動接觸之條件為： 接觸點 P 之線速度 VP2 與 VP3 在公法線 N － N 上之分量速度相等，即 Pn 向量。 接觸點 P 之線速度 VP2 與 VP3 在公切線 T － T 上之分量速度不相等而產生 滑動，即 Pt2 ≠ Pt3 向量。 N T P n 3 T N 主動件 2 ▲圖 1 － 2 滑動接觸 N 主動件 3 P 2 T T N ▲圖 1 － 3 滾動接觸  滾針軸承（rolling contact） 兩機件在接觸點彼此之相等速度等於零，也就是沒有發生滑動現象之傳動 者，如摩擦輪。如圖 1 － 3 所示，滾動接觸之條件為： 在接觸點 P 之線速度相等，VP2 ＝ VP3 。 接觸點 P 落在 O2O3 之連心線上。 6 （ ） （ ） 二、藉中間連接物（intermediate connector）傳動者  剛體中間連接物 如圖 1 － 1 所示之連桿，能傳送推力及拉力。  撓性中間連接物 如皮帶、繩子、鏈條等，僅能傳送拉力，不能傳送推力。  流體中間連接物 如水壓機之水、油壓機之油，僅能傳送推力，不能傳送拉力。 

▲圖 4 － 11 甘迺迪鍵 圓鍵（round key） 如圖 4 － 12（a）、（b）所示，其鍵槽之製造容易，可在兩配合件裝在 一起後再鑽孔，優點是不須緊密配合即可防止扭轉，拆裝容易，不易變 形，小型的圓鍵（銷鍵）常用於固定手輪、曲柄及其他輕負荷的機件 上；大型的圓鍵用於傳送大動力或重負荷。 （a） （b） ▲圖 4 － 12 圓鍵  精密定位台具備自動調整中心功能的鍵為 半圓鍵 平鍵 滑鍵 斜鍵。  關於鍵，下列敘述何者錯誤？ 承受衝擊負荷以採用切線鍵較佳 安裝鞍鍵輪轂不需鍵槽 半圓鍵具自動調心功能 斜鍵通常 具有一定的傾斜度。 72 （ ） 鍵承受傳動力時，應選用承受何種作用力之材料較佳？ 抗拉及 抗壓力 抗拉及抗剪力 抗剪及抗扭轉力 抗壓及抗剪力。 4－2 鍵的強度 如圖 4 － 13 所示為鍵受力之情況，分析如下： e' b' f ' c' a c b W d H f e d' a' L F d a F W H e c f b D L：鍵長（mm） W：鍵寬（mm） H：鍵高（mm） D：軸徑（mm） ▲圖 4 － 13  傳達扭轉力矩（T） 公式 4 － 1 T ＝ F  ∴F ＝  傳達功率（P） 公式 4 － 2 P ＝  ＝  （T：N － m） 73 鍵 與 銷 4  在 aee'a'面及 cff 'c'面上承受壓應力（ c） 公式 4 － 3 c ＝ ＝  ＝  在 eff ' e'面上承受剪應力（ ） 公式 4 － 4 ＝ ＝  ＝  平鍵壓應力與剪應力之比值 公式 4 － 5 ＝ ＝  若為方鍵（W ＝ H） 公式 4 － 6 ＝ 【註】公式 4 － 1～公式 4 － 6 中 T：扭轉力矩（N － mm） F：

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，

已知導程 L1 ＝ 5mm，且 兩螺旋均為右螺旋，則導程 L2 應為若 干？  2  2.5  3  3.5 mm。  如圖（4）所示，螺旋之導程為 10mm， 迴轉半徑 R 為 25cm，摩擦的損失為 20 ％，則以 20N 之力 F 能旋起懸於 B 螺 旋套上之重物 W 多 少 N？（註： ≒3.14） 3140 2512 3000  3500。  機械效率 40 ％之螺旋起重機，其螺桿為雙螺紋，IKO軸承螺距為 P，曲柄 半徑為 R，則機械利益為     。 43 （ ） （ ）  如圖（5）所示，於繩輪周緣的溝中繞一繩，其中心與輪心的距離 為 100cm，若加於繩上的拉力為 500N，在 W 處所產生的力為 100kN，如其機械效率為 55 ％，螺旋的導程為若干？  13.2  17.3  18.6  25.1 mm。 F W ▲圖（5）  利用螺紋傳遞工具機的動力時，主要使用  V 形螺紋 方螺 紋 梯形螺紋 鋸齒形螺紋。 二、填充題  節圓直徑上螺旋線之切線與軸線所夾的角，稱為 。  若順時針方向旋轉而螺栓往上移動者，謂之 螺紋。  寫出下列螺紋之螺紋角，中國國家標準公制螺紋 度，韋 氏螺紋 度，公制梯形螺紋 度。  常用於傳達動力或運動之螺紋為 、 、 、 。  螺紋旋轉一周，沿軸向前進的距離稱為 。  愛克姆螺紋之斷面呈 。  管螺紋可分為 螺紋與 螺紋二種。  螺旋是 原理的應用，其主要功用為 、 、調整機件的距離

其餘皆與方鍵及平鍵相同。 軸 轂 帶頭斜鍵 斜度 1：100 b h b 1：100 （a） （b） （c） ▲圖 4 － 4 斜鍵 68 半圓鍵（woodruff key） 如圖 4 － 5 （a）、（b）所示，又稱為半月鍵或伍德氏鍵，裝置時其圓 弧面置於鍵座中，寬度約為軸直徑之 1 4 ，大都用於精密度較差的機件連 結，優點是可自動調整中心，常用於汽車及工具機之傳動軸，裝配時 2 3 精密定位台高度埋於鍵座， 1 3 高度嵌於鍵槽，其規格表示為：種類，鍵寬（W） 鍵之直徑（D），例如半圓鍵 4  19。 （a） （b） 半圓鍵 半圓鍵座 D W ▲圖 4 － 5 半圓鍵 鞍形鍵（saddle key） 斜度 1：100 （a） （b） ▲圖 4 － 6 鞍形鍵 如圖 4 － 6（a）、（b）所示， 為一種無鍵座之鍵，上面製成 1：100 的斜度，底面則和軸徑 一樣加工成圓弧，是依靠摩 擦力來傳送動力，故僅適合 小負荷。 滑鍵（slide key） 如圖4－7（a）、（b）、（c）所示，又稱活鍵（feather key），利用埋頭 螺釘使鍵固定於軸上，可使套裝在軸上的機件做軸向滑動，但不能轉動。 69 鍵 與 銷 4 拔取用螺孔 （a） （b） （c）