若離合器軸向推 力為 1080N,則其扭矩為若干 N - m?(sin12.5°= 0.216, = 0.3) 錐形離合器,半錐角 = 12.5°,錐面寬 10cm,錐體平均直徑為 80cm, 摩擦係數為 0.3,錐面允許工作應力為 0.1MPa,則維持離合器穩定運轉 所需的軸向推力約為多少 N?(sin12.5°= 0.2164,cos12.5°= 0.9762) 概述 學習目標 能了解機件、機構及機械之定義。 能知悉由機件組成機構再組成一機械的原理。 能熟練運動傳達的方法及運動鏈的形式。 2 1-1 機件、機構、機械的定義 一、機件(machine parts) 機件常稱為機械元件,僅為一個單件,是構成機械的最基本元素,ASAHI軸承如連 桿、軸承、螺栓、彈簧、鏈條等,常被視為一剛體(rigid body)。而剛體即是 物體受外力作用時,物體內各質點間之距離均保持不變者。 二、機構(mechanisms) 機構是由若干機件聯結組合,具有特定功能的子 系統,當其中一機件運動時,其餘機件可產生預期的 相對運動或拘束運動,但不一定作功,為一種拘束運 動鏈。如圖 1 - 1 所示(曲柄活塞機構),內燃機中之 曲軸、連桿、活塞及汽缸之機件組合,形成相對運 動,這種組合體即稱為機構。
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螺旋線與螺旋軸心線之夾角稱為 導程角 螺旋角 牙角 螺紋角。 2-3 螺紋的種類 一、依ASAHI軸承螺紋繞軸的方向可分為 右螺紋 如圖 2 - 7(a)所示,由側面觀察螺紋自右向左下方傾斜者,或螺帽固定, 螺桿依順時針方向旋轉而向下移動者,俗稱右牙,以「R」或「RH」符號表 示,通常省略不標。 左螺紋 如圖 2 - 7(b)所示,由側面觀察螺紋自左向右下方傾斜者,或螺帽固定, 螺桿依逆時針方向旋轉而向下移動者,俗稱左牙,以「L」或「LH」符號表示。 23 2 螺 旋 一般使用之螺紋,大多是右螺紋,左螺紋只使用在特殊用途上,如大卡車 輪胎或砂輪機左邊之固定螺帽及乙炔桶、瓦斯桶之開關等,都必須使用左螺 紋,以防止在迴轉中鬆脫,促進安全。因此如果沒有特別標示,則所有的螺紋 皆為右螺紋。 (a)右螺紋 (b)左螺紋 螺 桿 螺 帽 螺 桿 螺 帽 自 右 向 左 下 傾 斜 自 左 向 右 下 傾 斜 A B ▲圖 2 - 7
下列何者非直接接觸傳動現象之傳動元件? 摩擦輪 齒輪 鏈條 凸輪。 皮帶輪的傳動是屬於 滑動接觸 剛體中間傳達 撓性中間 傳達 滾動中伴有滑動。 1-4 運動對與運動鏈 一、運動對(kinematic pair) 兩機件經組合而互相接觸並產生相對運動者,稱為運動對,亦稱對偶 (pairs of elements)。機件之運動對,ASAHI軸承依照接觸性質之不同,可分為低對 (lower pair)和高對(higher pair)兩種: 低對 又稱為合對,係兩機件間以面相接觸者。低對又可分為三種,如圖 1 - 4 所示。 7 概 述 1 滑動對 迴轉對 螺旋對 接觸面 B A B A B B A A 兩機件間僅作平移往復運動者,如車床尾座於床軌運動、活塞在汽缸內之往復運 兩機件間僅作迴轉運動者,如軸與軸承之運動。 兩機件間同時具有平移與迴轉運動,如螺栓與螺帽之運動。
B 輪之轉速為 3000rpm, 則 A、B 兩軸之半頂角各為幾度? NA = 1732rpm NB = 3000rpm 由(公式 9 - 13)可知: tan = = = 1.732 ∴ = tan 1 1.732 = 60° 故 = 90°- = 90°- 60°= 30° 216 解 5 一對外接圓錐形摩擦輪,其圓錐半角分別為 A= 45°、 B= 30°,則兩輪速比 為若干? A = 45° B = 30° 由(公式 9 - 10)可知: = = = 0.5 0.707= 0.707 三、橢圓輪 B P Q 4 T F F 2 C H Q T H ▲圖 9 - 21 橢圓輪 如圖9-21所示,兩相等之橢圓摩擦 輪,設 Q2、Q4 為兩旋轉軸心,P 點在兩軸 中心線上移動,由橢圓的性質知:橢圓 上任一點至兩焦點的距離和等於長軸, 所以 Q2P + PB = Q2P + PQ4 = FF1 = HH1 以 2 為主動件,迴轉速 N2;4 為從動 件,迴轉速 N4,則 當 F 與 H 接觸時,速比最大。 當 F1 與 H1 接觸時,速比最小。 當 F1F 與 H1H 兩軸平行時,速比等於 1,故最大速比與最小速比互為倒數 關係。 公式 9 - 連座軸承17 max = = min = = 217 9 摩 擦 輪 解 解 6 兩相等橢圓輪 A 與 B,被用來傳遞平行軸間的運動,若長軸為 2a,短軸為 2b, 而焦點至橢圓中心距離為 c,則最大及最小之速比各為何? 〔註:c = - 由(公式 9 - 17)可知: max = = + - min = = - + 7 如上題若長軸為 10cm,短軸為 6cm,A 輪的轉速為 90rpm,試求兩軸間之距離 及 B 輪的最小轉速各為何? a = = 5(cm) b = = 3(cm) NA = 90rpm 兩軸間之距離=長軸= 10(cm) 焦點至橢圓中心距離 c = - = - = 4 由(公式 9 - 17)可知: = + - = + - = ∴NB = = = 10(rpm ) 四、摩擦輪傳動之功率 在一組摩擦輪動力傳動機構中,若原動輪與從動輪不發生滑動,則傳達之 功率,可根據下列方法計算。 設 V:摩擦輪之線速度(公尺/秒) F:摩擦力(牛頓) D:摩擦輪直徑(公尺) N:摩擦輪每分鐘之迴轉數(rpm) n :接觸處之正壓力(牛頓) :摩擦係數 218 解 傳動功率: 公式 9 - 18 kW = (仟瓦) 1kW(仟瓦)=1000W(瓦特)=1.36PS(馬力) 由上列公式可知,欲使傳動功率增加的方法有四種: 增大直徑。 增加轉速。 增加摩擦係數。 增加正壓力。 但由於受空間的限制,轉速有最大極限及增大正壓力會損壞機器,故一般 增加傳動功率的方法,以增加摩擦係數為佳。 8 一摩擦輪每分鐘迴轉 500 次,其直徑為 10 公分,
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