机械原理1

Chapter 1 概念及單位整理

1MPa1kgmftN145psi1N1g32.174 ， 1 lb=4.4482 N=0.4536 kg ，，mm2sec2sec2mslugftg9.8066132.174lb 凱式溫度(K)：℃+273，朗氏溫度(R)：℉+460 ，

sec2sec2

機件﹕即是機械或機構中的零件

依運動型態分：固定機件(機架)活動機件(皮帶/齒輪)。

依使用目的分：連結機件(螺釘/銷/鍵)傳動機件(齒輪/皮帶)控制機件(離合器/彈簧)流體機件(閥/管件)固定機件(機架)。 常見機件符號：連桿固定中心

樞紐

三件樞紐

迴轉鈕

機架或固定平面 結構(呆鏈) 導路或滑塊

機件：構成機械或機構最基本元素，機器中單獨的一個零件，為一個有抵抗力的物體，不受外力的影響而改變形狀者，即可稱為機件。

機構：兩個或是兩個以上的機件互相結合，而產生聯動的作用，可稱為機構。 機械：是幾件機件或機構的組合，在受限制的情況下做相對運動，接受外來的『能』，而將能變成『功』來做指定的工作。 機械所具備的條件：

A.至少由兩件或兩件以上的機件所組成。 B.在機件間有相對或者互相限制的運動。 C.有接受能及輸出功的機件或機構。

具備上述的三個條件的，即可稱為機械。只具備A、B兩項者，只能稱為機構，這就是機構和機械的差別。

原動件：受外界能源的輸入而先產生運動的機件

從動件：把原動件所產生的運動依序傳達到其他機件的零件 惰輪：兼具原動及從動的輪子

1

原動件有時可以反過來，如齒輪與齒條，不能反過來如蝸桿與蝸齒輪

對偶：兩機件互相接觸，並沿一定的路徑產生相對運動稱之。

分高對(接觸為點或線，磨損嚴重，壽命較短，適合高速，接觸面易漏油ex：滾珠軸承/凸輪/摩擦輪)和低對(接觸為面，分螺旋對ex：螺絲與螺帽，迴轉對ex：軸與軸承，滑動對ex：活塞和氣缸，球面對ex：圓球與球窩) 不完全對偶：只有靠抵抗力或重力來維持ex：火車與鐵軌間

倒置對偶：原動件和從動件關係可互換，如圓柱沿直線滾動，圓柱上一點軌跡為正擺線，若直線在圓柱上滾，直線上一點之軌跡為漸開線；分低對(不影響兩機件間相對運動及個別運動)及高對(不影響兩機件間相對運動但影響個別運動)

運動鏈：由許多連桿組合而成之運動連鎖系統，若有一桿運動，其他個桿能依序傳遞而產生相對運動者；分固定鏈(呆鏈)、拘束運動鏈、無拘束運動鏈；判斷公式：P3N2 P：對偶數(能做旋轉的數量)，N：連桿數

2P＞ 呆鏈 P=拘束鏈 P<無拘束鏈

自由度：描述一直間或剛體之運動，所需的座標個數，F=3(N-1)-2P，N：連桿數，P：對偶數(能做旋轉的數量)，F<1呆鏈 F=1拘束，F>1無拘束 傳動方式 直接接觸傳動 種類 滾動 滑動 滾動帶滑動 鋼體 間接接觸傳動 撓性體 電磁

實例 摩擦輪 凸輪 齒輪 連桿 皮帶 安全開關 2

流體 液壓系統 機件直接接觸傳動方式：滾動(兩者無相對運動，摩差輪)滑動(兩者有相對運動，平板凸輪)滾兼滑(切速有時相同有時不同，齒輪)

機件運動之分類：平面運動(直線、圓周)螺旋運動及球面運動(萬向接頭)

V22N2frT60 T：週期(sec) f：頻率(1/sec) ：角速度(rad/sec) N：轉速(rpm)

V：切線速度(m/sec) r：迴轉半徑(m)

各國工業代號： ISO國際標準組織 CNS中國國家標準 ANSI美國國家標準 ASME美國機械工程協會 AISI美國鋼鐵協會 DIN德國工業標準 JIS日本工業標準 BS英國國家標準 EN歐洲標準 GB中國大陸標準 SAE美國汽車協會 AGMA(美國齒輪製造協會) BIPM (國際度量衡局)

虎克定律(hook’s law)：在比例限下，應力與應變成正比稱之E E:比例常數

簡諧運動(SHM)：物體沿一固定的路徑，在一定的時間內，來回反覆的運動， 最大加速度發生在速度=0的時候，位移與速度成反比，加速度與位移成正比，

3

有回復力；常見例子：彈簧/單擺運動

Chapter 2 連桿

組成四連桿基本條件：任一桿長必小於其他桿總合 Grashof葛萊遜夫定理：

1. 最短桿與最長桿之總合小於另兩桿的總合時，(1)若最短桿為固定桿-雙曲柄機構(插床急回機構)，(2)最短桿為對邊桿-雙搖桿機構(自動折布機)，(3)最短桿為對偶桿-曲柄搖桿機構

2. 最短桿與最長桿總合等於另兩桿總合時-產生死點 3. 最短桿與最場桿總合大於另兩桿時-雙搖桿機構 等腰連桿機構：曲柄與浮桿等長ex：橢圓規/歐姆連結器

4

平行運動機構：火車/萬能製圖儀 球面運動機構：虎克接頭

滑塊曲柄機構：蘇格蘭軛/肘節機構/偏置滑塊 相等曲柄機構：汽車轉向機構

固定桿為A：形成曲柄搖桿 固定桿為B：形成雙搖桿 固定桿為C：形成曲柄搖桿 固定桿為D：形成雙曲柄

固定桿為A：惠氏急回機構(插床旋轉滑塊) 固定桿為B：擺動滑塊(牛頭刨床) 固定桿為滑塊：固定滑塊(手動抽水機)

固定桿為滑槽：固定滑槽(引擎)

曲柄連桿機構 牽引機構Drag-Link 蘇格蘭爾Scotch Yoke

牛頭刨床 惠氏急回機構Whitworth 偏置滑塊

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瓦特機構Watt’s 史考特-羅塞爾Scott-Russell 羅勃特Robert’s

柴比雪夫Tchebysheff’s 波氏Peaucillier’s 縮放儀

繪圖儀 肘節機構 萬向接頭

蔡氏運動機構

n(n1)瞬心：兩相接觸之機件，在此點有相同之速度，2

n：連桿數

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機械利益M=抵抗力，MW，MM1M2M3，實際機械利益=無摩擦M X，

輸入力FM>1省力費時

機械效率輸出100%，必≦1， 123

輸入

2DA 中國式絞盤滑車

DADBM西班牙滑車M=3 惠斯登差動滑車M4RDADB 帆滑車M=6

第一種槓桿：支點在中間(剪刀/天平)

第二種槓桿：抗力點在中間(開瓶器/動滑輪M>1) 第三種槓桿：施力點在中間(躡子/釣魚M<1)

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Chapter 3軸及軸承

軸的零界轉速：軸旋轉之rpm與橫向振動頻率相同稱之，應避免在20%內 軸承定義：支撐及導引軸在一定位置做旋轉，屬固定機件，需具有足夠的強度/低摩擦係數/高耐磨/良好散熱/抗蝕性

軸承的種類：依受力方向分徑向軸承和軸向軸承，依接觸方式分滑動軸承和滾動軸承

滑動軸承分徑向/軸向/引導/特殊(多孔/無油/頂心) 滑動軸承 多孔軸承用粉末冶金製成，無油軸承的襯套用石墨或耐龍 滾珠軸承分徑向(深溝/斜角/自動對心)/止推(單排/雙排) 滾子軸承分徑向(圓柱/圓錐/自動對心/滾針)止推(圓柱/圓錐) 須同時承受徑向和軸向，可採用斜角滾珠軸承

滾珠軸承級序代號：EX：35，前者代表寬3號，後者代表外徑(特輕級0/1，輕級2，中級3，重級4，特重級5/6)

壽命L(C)n106 P：徑向負載(N) n：滾珠=3，滾子=3.3 C：額定壽命(即是一

P批相同的軸承以同一條件進行運轉時，其中90％的軸承(信賴度90％)不會發生滾動疲勞而剝脫的總迴轉數。)

基本額定負載：當額定壽命L10為100萬轉時，軸所能承受的最大負荷 軸承潤滑目的：減少摩擦/防止磨耗/吸收熱量

滑動軸承 接觸情形 適用軸徑/轉速/荷重 啟動阻力/磨

滾動軸承 軸承與軸承接觸為點或線 小/高/小 小/小 8

軸承與軸承接觸為面 大/低/大 大/大 擦損失 潤滑情形 過熱現象 運轉時間 耐振情形 製造成本 規格化 其他 不易 容易過熱而損壞 不可長時間 可承受微振 低 沒有 陡振情形，噪音小 容易 不易過熱 可長時間 受振易損壞 高 有 性高，保養費用低，適合高速 疲勞困擾較少，適合超載或起動摩擦小，規格標準化，互換容許欠對準量：即是偏心，多因橈曲/負荷/環支架加工錯誤所引起

軸承材料：採用錫、銻、銅為主要成分之巴比特合金最佳，其他如青銅/黃銅/硬化鋼/不鏽鋼/高速鋼 考友社：

滾珠軸承形式 尺寸號碼 公稱內徑 1.自動對正滾珠軸承 (寬度)+外徑 1~9 直接表示 2.自動對正滾子軸承 8 小 8 00=10mm 3.圓錐滾子軸承 0 9 01=12mm 4.雙列滾子軸承 1 0 02=15mm 5.雙列斜角滾珠軸承 2 1 03=17mm 6.單列深溝滾珠軸承 ｜ ｜ 20~500除以5 7.單列斜角滾珠軸承 6 4

容許欠對準量：即是偏心，多因橈曲/負荷/環支架加工錯誤所引起

機械原理(復文)： 材料記號 形式記號 尺寸號碼 (寬度)+外徑

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公稱內徑 接觸記號 E-表面硬化鋼 1. 自動對正滾珠軸承 8 小 8 EC-膨脹補正 2. 自動對正滾子軸承 0 9 1 0 F-不鏽鋼 3. 圓錐滾子軸承 2 1 TK-高速鋼 TS-特殊耐熱處理 輔助記號： 保持器 材料記號 FI-鋼 LI-銅合金 Y-黃銅 ZZ-鋼板 (兩面封閉) (單面封閉) (非接觸型) LLC-合成橡膠(接觸型) LLU-合成橡膠(接觸型) Chapter 4 螺旋&螺栓&螺帽&螺釘&墊圈 導程角tanLD 螺旋角tanDL4. 雙列深槽滾珠軸承 ｜ ｜ 5. 雙列斜角滾珠軸承 6 大 4 6. 單列深溝滾珠軸承 7. 單列斜角滾珠軸承 封閉蓋記號 1~9直接表示 00-10mm 01-12mm 02-15mm 03-17mm 04~96 X5 即是孔徑大小 斜角滾珠軸承分A、B、C三種 環圈形狀記組合記號 間隙記號 等級記號 號 K-內徑1/12DB- 背面組合 錐度 DF- N-環槽 正面組合 NR-附扣環 DT- C1-比C2 P6-JIS 6級 間隙小 C2比普P5-JIS 5級 PB-磷青銅 Z-鋼板 V-無保持器 LLB-合成橡膠P4-JIS 4級 通間隙小 B5-ABEC 5 A7-ABEC 並列組合 C3比普7 通間隙大 C3比C3 間隙大 Ba

LD螺旋為斜面原理的應用之一

螺旋功用：1.定位/連結 2.鎖緊 3.調整距離 4.量測 5.傳遞動力或運動 6.止洩 連結用：尖V形(60°)、美國(60°/NC/NF/NEF)、統一U(60°/UNC/UNF/UNEF)、惠氏(英國/55°)、圓螺紋、國際標準螺紋M(60°)

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傳動用：方形、梯形Tr or TW(愛克姆/公30°英29°)、斜齒(鋸齒)Bu 管用：直管(NPS/55°)、斜管(NPT/55°)

導程角：螺旋線與螺旋中心垂線之夾角 螺旋角：螺旋線與螺旋軸心線之夾角 螺紋角：螺紋兩邊面所夾之槽角

CNS螺紋表示方式：

方向-線數-標準尺寸-公差等級，EX： LH - 2N - M8X1 – 7H/7h6h 英美螺紋表示方式：

外徑-每吋牙數 種類-公差等級 內或外-線數-方向， EX：112-12 UNF-3 A(外螺紋/螺絲)-3-LH

MW2R2RFLNP紋底軸線、TFrLP

2差動/複式螺紋：M2R 差動：螺紋方向相同(-) 複式：螺紋方向相反(+) L1L2Wwltan力力臂 tan導程角 tan摩擦角 效率out2Ttan()Win原動件線速度L 2R線速比：e從動件線速度

螺栓種類：貫穿螺栓/柱頭螺栓/基礎螺栓/環首螺栓/擴張螺栓(壁虎)

公制螺栓表示法：頭部形狀 級制 加工類型 螺紋規範 配合等級(精1~3不精) EX：六角螺栓 重級 加工 M6X1.5X30-3

英制螺栓表示法：螺紋規範 配合等級 螺紋長度 級制 加工類型 頭部形狀 EX：1/2-13UNC- 2A 11/2 正規 加工 六角螺栓 正規及螺柱：螺栓直徑D 頭高2D/3 螺帽厚度7D/8 螺帽對角邊寬3D/2

螺帽種類：六角螺帽/方形螺帽/堡型螺帽/蓋頭螺帽/翼形螺帽/環首螺帽

螺帽鎖緊裝置：鎖緊螺帽/纖維螺帽/自鎖螺帽/堡型螺帽/鎖緊墊圈

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大小

確鎖裝置：開口銷配有槽螺帽/星型上彎墊圈/彈簧線鎖緊可彎止動板/螺釘止動板 /

螺旋連結裝卸注意事項：鎖付時需注意要對角鎖/大螺釘應先鎖緊/拆卸應從最小的/若因久未用而生鏽，應先將除鏽油或石油注入

摩擦角(ψ)>導程角λ：自鎖 摩擦角(ψ)<導程角λ：引動 效率wltantan(1tantan)Wout力力臂2Ttan()tantanWin

F2螺栓的應變能U2k F:衝擊力

kA(最小截面積)E

l(長)螺釘種類：帽螺釘/機螺釘/固定螺釘/木螺釘(前面各分六角/圓頭/扁圓頭/窩頭)自攻螺釘

墊片功用：增大承壓面積/保護工件表面/增加摩擦力/機件材料過軟或表面粗糙不平用/孔過大以致承受面不足用

種類：普通墊片/舌形墊片/彈簧墊片/齒鎖緊墊片 分彈簧墊圈/螺旋彈簧墊圈/齒鎖緊墊圈

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Chapter 5銷&鍵

輪軸接合的方式：收縮固定/固定螺釘/鍵/銷

銷的功用：連結/定位/防鬆/封閉用，結合軸可承受徑向或軸向剪力 銷的種類：機械銷(定位銷

/U型銷

彈簧銷)快釋銷(滅火器)

鍵的功用：用於傳遞扭力及常拆處，防止軸上裝置往軸上移動，主要承受壓力及剪力

小負荷：方鍵(H=1/4D，公：方鍵WXHXL端部形狀，英：寬X高 方鍵X長 端部形狀)平鍵(H<1/4D公：平鍵WXHXL端部形狀，英：寬X高 平鍵X長 端部形狀)半圓鍵(伍德鍵，直徑等於軸的直徑，寬約為1/4D，EX：#1210→寬度=1/32X12，直徑=1/8X10)

圓柱鍵/圓錐鍵(公1:50英1:48)斜鍵(公1:100英1:96)鞍鍵(公1:100英1:96) 重負荷：栓槽鍵(傳動力量最大)/滑鍵/甘迺迪鍵斜角鍵(巴氏鍵)

D /推拔銷(公1:50英1:48) /開口銷

)徑向鎖緊銷(用於震動或衝擊負荷處，分有槽直銷及

/切線鍵(路易氏鍵1:100 120°)

bl2TDl hl4TDhl鍵承受扭力時，F2T剪應力F軸傳遞之功率：PFV

，壓應力時，2F

T

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Chapter 6彈簧

彈簧定義：將外力施加於機件之能量轉換成談性能的機械元件 彈簧功用：1.緩和震動 2.運動或壓力限制 3.力及重量測定 4.儲存能量 彈簧常數kF 彈簧指數CDm(節徑)

xd(線徑)彈簧之虎克定律：在比例限內，彈簧所受外力與變形量成正比FKX 比例界限：依據虎克定律，係指外力與變形量成正比的最大極限

彈簧分1.壓縮彈簧(螺旋壓縮彈簧兩邊各磨掉1/4圈/錐形彈簧用於手電筒)2.拉身彈簧(腳踏車支架)3.扭轉彈簧(握力器)4.板片彈簧(貨車用)5.螺旋彈簧(發條) 6.環型彈簧(軟管和硬管的接合用)7.圓盤彈簧(離合器緩衝用) 彈簧串聯：1k11...... k1k2並聯kk1k2......

彈簧常用的材料：彈簧鋼/琴鋼線/黃銅/矽錳鋼/洛釩鋼

3kc8FDm4C10.6158FDmn(有效圈數)螺旋彈簧應力分佈： kc 變形量X 34d4C4CGd自然(振動)頻率：兩端固定f1kg1k(次)a，一端固定f1kg

2w2msecx4w1物體m自高度h落下擊中彈簧，彈簧的變形量為：stst22sth stmg

kkkggrad/sec，k：彈簧常數 y：撓度 k：w/y WcrMwy彈簧常用材質：硬拉鋼、琴鋼線(小型螺旋彈簧用)、油回火線、磷青銅(小型電器用彈簧)、不銹鋼302(18%Cr/8%Ni，小型耐腐蝕)彈簧鋼(大型螺旋彈簧用) 防止彈簧疲勞的方法：珠擊法留下壓應力、板片彈簧的剪切面需拋光、彈簧表面研磨

彈簧發生鬆弛的原因：負荷增加，作用時間過長及震動頻率高/高溫使彈簧材

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料產生膨脹及軟化

避免方式：安全係數應取2.5以上

K(X)2FXF2彈簧所儲存彈性位能之大小：U222K

Chapter 7 鏈輪&皮帶輪 鏈輪種類：1.起重用(套環鏈鏈輪條件：距離遠，速比正確

優點：速比正確/鬆邊張力幾乎等於零/效率高壽命長 缺點：成本高/僅能平行傳動/速率不均，易衝擊

T1T22CP(T1T2)2鏈條節數：L2P39.5C/柱環鏈)2.輸送(活鉤

鏈/柱接鏈/月牙鏈)3.動力傳送(塊狀鏈/滾子鏈/無聲鏈)

P：節距(in)

PP 180sinT鏈輪輪齒形狀：節圓外圍漸開線，節圓內為圓弧線 鏈輪被拉長每英呎被拉長3吋即不可使用，鏈輪直徑：DPST1(kg)V(m/sec)T1DN757560

bsin2TVHP1 鏈條速比：N1D2t t：皮帶厚

550N2D1t

最大鏈條出口速度VmaxDP12sin

2180T0 最小鏈條出口速度VmaxDPcos212sin2

兩鏈輪的接觸角應都保持在120°以上 鏈輪齒數一般採奇數，鏈條節數一般採偶數

大齒輪齒數>120齒或多於小齒輪齒數的8倍以下

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鏈輪數度越快，小齒輪所需的齒數需越多

防止鏈輪傳動產生跳震及噪音的方法有：調整中心距，使鏈條鬆緊適中/完全潤滑/降低轉速/增加鏈輪齒數/使用較短節距之鏈條/使用拉緊輪，增加張力

皮帶輪優點：兩軸中心距離遠/裝置簡單/成本低/緩和衝擊減少震動/從動輪負荷過大時，會打滑，不傷機件/使用塔輪變速為最經濟的方法 缺點：傳動時有2%~3%打輪/速比不正確/效率差/壽命短 皮帶輪可分：平皮帶、V型皮帶、圓型皮帶、定時皮帶 自鎖裝置：利用重物將重量傳至惰輪，使鬆邊張力緊 平皮帶：中心距5~10m，線速25m/sec，最高速比1:6 V型皮帶：分(小)MABCDE(大)，帶成40°，帶輪成34°~38° 導輪功用：引導皮帶移動/改變迴轉方向/防止皮帶鬆脫 皮帶慣性離心力：FCw2V gw：單位長度的重量(N/m)，，V：皮帶速率(m/s or fps/s)

皮帶鬆邊在上，與鏈輪相反

皮帶裝置定理：皮帶進入時，不得有交角，以防止脫落 帶長L(Dd)2(Dd)22C4C

開口皮帶 A交叉皮帶

Dd AB360O 宜>120°

B2CDd 120O 否則易打滑 AB2 sin2C2

sin皮帶鬆脫的原因：因裝置及製造誤差，使兩軸非平行，兩輪非理想平面，傳動時，因緊而拉造成鬆而脫

防止方式：使用導叉/使用凸緣帶輪/使用隆面帶輪(只能一輪使用)/直角迴轉(僅能單向，逆向需加導輪) 傳動扭距：M(T1T2)DA2B VDN

60PSTV(T1T2)DN757560

若塔軸中心距不變，交叉皮帶其每接直徑相加必相等 若塔軸中心距不變，開口皮帶其單數階：N1AN1BN2

(Rr)2(Rr)2C相加必相等

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N2AN2BN2 N3N

偶數階：各階不成等比級數 皮帶輪的零界轉速VmaxFm皮帶輪單位長度的重量

皮帶有正時皮帶(又叫定時/附齒/同步/確動)，效率高 若皮帶輪轉速>20 m/s，則F1FCF2FCe FCmv2Av2 :皮帶密度

決定傳動速率因素：皮帶與帶輪間摩擦係數/皮帶與帶輪間接觸角/皮帶速度 繩輪可傳達30m，200HP以上

繩索傳動的優點：軸距達30m，傳動速率達2000HP以上/兩軸可成任何角度 多繩制優點：大功率/少數繩索斷裂扔可傳動 單繩制優點：兩軸可成任何角度/張力均勻

Chapter 8 聯結器&離合器&制動器

使用場合：1.軸太長需分段 2.前後兩段轉速 3.兩軸不在同一直線上 分類：剛性(套筒/賽勒氏/凸圓)撓性(鏈條/歐丹/萬向接頭)

歐丹聯結器：又叫歐哈姆聯結器，用於兩軸互相平行，但中心線不在同一直線上，偏心小，磨損大，不宜高轉速，雙滑塊機構的應用

萬向接頭：又叫虎克/十字接頭，為球面四連桿/放射連桿機構，兩軸交角宜在5°，不宜超過30°，兩軸轉速比

NB1cos~NAcos

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離合器的使用場合：需隨時使兩軸連結或分離的機件 錐形離合器：半錐角不小於8°，為7°~30°，以12.5°佳

FaDd

4sin(圓錐角)FaD3d3均壓理論：T

3sin(圓錐角)D2d2Fa均磨理論：TαF1彈簧所需的軸向結合/分離之力：Fa=F1sinα+μF1cosα 穩定運轉：Fa=F1sinα 摩擦圓盤：

均磨理論：TF(Dd)

4FD3d3(2) 均壓理論：T23Dd2(ro3ri3)卡鉗圓盤：TFa22

3(rori)塊狀煞車 短塊TNRFR 自鎖：A-B≦

75MO0 PANBF(AB)

PSPAV

θ x N

帶狀煞車：自鎖(c×F1>B×F2)

(rad~)F1180 PS(F1F2)DNe75X6F2

制動器分：塊狀/帶狀/內靴(鼓式)/圓盤(碟剎)/電磁跟流體/雙塊 制動器需具有特性：摩擦係數大/散熱良好/耐高溫/耐腐蝕性強

摩擦輪優點：啟動緩和/噪音小/瞬間負荷大時會打滑，保護機件/簡單成本低 缺點：傳送動力小/效率低/磨損快

PSFVPDN757560

增加功率的方式：增加正壓力/增加摩擦係數/增加直徑 摩擦輪尚有：圓盤及滾子/橢圓輪/葉辦輪 錐度摩擦輪：

N主sin從半錐角 N從sin主半錐角18

Chapter 9齒輪

齒輪功用(優點)：傳遞動力/改變方向/改變轉速/速比正確

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缺點：製造費用高不適合長距離/需潤滑 兩平行用：正齒輪/螺旋齒輪/人字齒輪/齒輪與小齒條

兩軸相交：斜齒輪/冠狀齒輪/蝸線斜齒輪 不平行也不相交：雙曲面齒輪/戢齒輪/交叉螺旋齒輪

模數：MD(節徑)周節：PCT(齒數)DT 徑節：PdT D基圓直徑PbDcos

正齒輪：齒厚=PC 齒頂=M 齒根=1.25M

2壓力角：兩互相配合齒輪，其作用線與節點公切線之夾角，我國國家標準為20° 壓力線：又叫作用線，接觸點和節點之連線

壓力角大：齒根厚，齒型肥大，對軸承壓力大，效率低，扭力大，可減少干涉，減少接觸比，噪音大，承受彎曲力強

接觸線：兩互相契合之齒輪，開始接觸到結束所連起來的線

漸近角/漸遠角：開始接觸點到節點為漸近角，節點到結束接觸的角度為漸遠角

轉動齒輪的基本法則：是當齒輪旋轉時，兩齒之間接觸點上的共同法線，必須永遠經過中心線上的固定點

接觸比：一對齒輪平均接觸的齒數，作用弧與周節之比值，接觸線與基圓徑節之比值，需採用1.4以上

接觸比小，造成間歇，解決方式：增加齒冠/齒根，減少壓力角 判斷是否干涉：T122T1T2最少齒數T2ksin壓力角24ksin壓力角2(T2k) T2:大齒輪 T1:小齒輪

k:短齒0.8 一般1

干涉原因：兩契合之漸開線齒輪，齒冠過長時，必發生一齒面崁入另一齒腹 防止干涉：修改齒面或齒腹/減少齒冠(短齒)/增加壓力角/增加齒數/採用擺線齒

20

輪/加大兩齒間距

防止螺旋齒輪產生軸向推力：改用人字齒輪/使用檔環或止推軸承/螺旋角改小 轉速與作用角成正比，半頂角/直徑/齒數/螺旋角成反比

移位齒輪的目的：防止過切/增加小齒輪根強度/改善接觸比/磨耗平衡 移位齒輪的移動距離：e中心距CM(TATB)

21Pd(徑節)rsin2壓力角

螺旋齒輪的法周節=Pc(周節)x cos螺旋角 螺旋齒輪的螺旋角tan節徑

導程齒輪製作方法：銑刀/齒條轉成法/滾齒法/刨齒法 漸開線齒輪 擺線齒輪 定義 一直線沿一定的圓周運動時，直繞的圓稱為基圓 徑線 齒形 齒曲線 接觸動路 壓力角 中心距離 製造 齒形強度 磨損 契合干涉 齒條外形 互換性 傳動效率 分正擺線(齒條用)/外擺線(齒的線上/外側/內側滾動形成軌跡 線 由節圓和滾圓決定 有兩種(內/外擺線) 一S型曲線 隨時變化，節點為0 一改變，轉速就改變 困難 較小 較小 不會 正擺線 周節/模數/徑節/滾圓相等 高 21 線上任一固定點行走的軌跡，所頂)/內擺線(齒根)，滾圓在導圓齒形曲線 基圓上為漸開線，基圓下為輻射節圓上為外擺線，節員下為內擺由基圓決定 有一種 一直線 一定值 些許改變不影響轉速 容易 較大 較大 會 斜直線 周節/模數/徑節/壓力角相等 低 適用場合 輪軸，動力穩定 鐘錶，速度穩定 齒輪常用的材料：鑄鐵/合金鋼/碳鋼/青銅/塑膠

輪系：凡兩個以上的摩擦輪/齒輪/帶輪之組合稱之 速比(輪系值)：e末首輪系值

惰輪：即是原動輪也是從動輪稱之，通常為一輪一軸，功用：改變轉向，但不改變轉速/縮減輪系所占的空間及製造費用

中間輪：複式輪系中，除首末兩軸外，其他為中間軸，裝置在中間軸的輪稱之，常為兩輪同一軸，功用：改變轉向/改變轉速/縮減輪系所占的空間及製造費用

周轉輪系：少數齒輪即可獲得大減速比，具有旋臂

回歸輪系：輸入與輸出在同一直線上，多用於汽車首排變速輪系，時鐘輪系，車床變速

NBNDTA NANDTBTATBNCNDTBTCNAND

NBNDTTTBDENANDTCTETA

NCNFTBNBNFTC

NANCTT12NDNCT2T3

22

46532

N2N6TT53N5N6T4T2

Chapter 10間歇運動

由搖擺運動產生間歇：棘輪/擒縱器 由旋轉運動產生間歇：間歇齒輪/日內瓦 由旋轉運動產生間歇往復：凸輪

凸輪：一種不規則形狀的主動件，其功用是傳遞運動到從動件，基圓大，周緣傾斜角大，壓力角大，傳動力大，傳動速率小

種類：平面凸輪(平板凸輪/平移凸輪/反凸輪/正面凸輪/偏心凸輪)

立體凸輪(圓柱型凸輪/圓錐形凸輪/球凸輪/端面凸輪/斜盤凸輪)

確動凸輪：等徑凸輪/等寬凸輪/三角凸輪

從動件運動方式：等速/修正等速/簡諧運動/等加減速

設計須知：從動件移動方式/總距離是否符合/壓力角不可過大/傳動順暢性

23

Chapter 11管

管規格：12”以下以內徑表示，以上以外徑表示 管功用：傳遞流體/壓力/動力

管螺紋：ex：1/2”-14 NPT 內徑1/2” 每吋14牙 斜管螺紋 管結合方式：螺旋/凸緣/套管/熔接

閥的功用：控制流量/流向/流速，作為安全措施 密封裝置：襯墊/填料涵/油封/O型環

液/氣壓原理：

巴斯葛原理（Pascal’s Pinciple）：對密閉容器中不可壓縮(不會因受到壓力而產生體積變化)的流體施加壓力，可以毫無損失地傳遞至流體的各部分。

FWAB24 MWB FA穩流原理：流動空間中的每一點速度一定 均流原理：管內任何通過的流量均相等

白努利原理 Bernoulli's principle：壓力＋動能＋位能＝定值，

P＋1/2ρμ2＋mgh＝const P：壓力 ρ：液體密度 μ：流速 m：物體質量 g：重力加速度 h：物體所在高度，常用於飛機機翼/乒乓球會飛/製造細粉

液壓功率PSrQH r：比重(kg/m3) Q：流量m3/sec H：高度m

75液壓傳動系統：油壓幇/液壓控制閥/油壓制動器/油槽/濾油器

液壓油之條件：耐壓縮/安定性高/不使機件生鏽/燃點高/屋度變法少/無毒/潤滑性佳

空氣特性：可壓縮性/黏滯性低/潤滑性差

絕壓=表壓+大氣壓 絕壓<大氣壓→真空壓 真空壓=大氣壓-絕對壓力

PVnRT P：絕壓Nm2Pa V：體積m3 n：莫耳數 R：氣體常數空氣8.317J moleok波以耳定律：PV=C 定溫.定量下

查理定律：V/T=C 定壓.定量下，溫度上升1℃，其體積增量為1/273倍 給呂薩克定律：P/T=C 定容積下 波以耳-查理定律：PV/T=C 定量下

空壓機優點：不受能源危機影響/壓縮可儲存/構造簡單/安全性高/溫度不受變化/乾淨

缺點：排氣噪音大/出力有限/效率低/不可做精準進給

空壓機種類：往復式活塞/膜片式活塞/輪葉式/魯式/螺旋式/軸流式/徑流式

T2NFDN

7575607560皮帶PS(T1T2)DN

7560鏈條PST1DN

7560軸PSFV 25

2NT 7560摩擦輪PSPDN

7560塊狀PSPAV

75帶狀PS(F1F2)DN

7560齒輪PS 26