利用一鍵與半徑 30mm 之軸連結。 鍵長 20mm，橫斷面則為每邊 5mm之正方形。若鍵能承受之許可剪應力 為 50MPa，則作用於桿端之力最大為若干 N？ 30 500 P 單位：mm ▲圖（1） 一直徑 80mm 的軸，承受 720N － m 之扭轉力矩作用，軸上有 10cm 長之 鍵槽，如鍵的允許剪應力為 15MPa，壓應力為 20MPa，試設計鍵寬和高 度？ 彈簧 學習目標 精密定位台能了解彈簧的功用。 能了解彈簧的種類。 能熟練彈簧的材料。 86 （ ） （ ） 5－1 彈簧的功用 彈簧（spring）是利用彈性材料製造成特種形狀之機件。受到外力時，能 產生伸長或縮短或其他不同方式的變形，以吸收外力而儲存於本體內，等到外力 除去後，就將原來吸收儲存於本體內的能量放出，恢復原來的形狀，此即彈簧 所具有的特性，如一般不用電池之玩具，常用彈簧來儲存能量當成動力來源。 彈簧的功用一般有四種： 吸收振動緩和衝擊：例如汽車或火車之底盤彈簧、飛機著陸輪上的彈簧、 機車支架上之緩衝器及腳踏車座墊彈簧等。
滾動軸承之內徑記號，凡是內徑在 10mm以下，500mm以上者記號即為 內徑值，其他 00 表示內徑 10mm，01 表示內徑 12mm，02 表示內徑 15mm，03 表示內徑 17mm，自 04～96 者皆以內徑記號乘 5 倍即為內徑 尺度。 軸的連接裝置一般可分為聯結器與離合器兩大類；聯結器依其構造又 可分為剛性聯結器、滾針軸承性聯結器及流體聯結器三種。 聯結器是永久性軸連接裝置，而離合器則視需要隨時可分離或連接。 剛性聯結器，只適用於連接同心軸，不能有角度的偏差，且低速迴轉 者；撓性聯結器，也用來連接同心軸，但在需要有某種程度之撓曲性 時，能允許兩軸有少量的平行失準、角度失準及端隙（軸向移動）。 歐丹聯結器，是兩等邊連桿組之應用，互相平行但不在中心線上的兩 軸，且偏心極微，兩軸的角速度又需絕對相等時，使用歐丹聯結器最 佳。 萬向接頭，是球面四連桿組（放射軸線連桿組）之應用，
但自動排檔的汽車並沒有使用離合器，主要是因為 它使用液壓扭矩轉換器（hydraulic torque converter）。其他亦有將圓盤之數 目增多，以增加摩擦面之數目藉以增加傳達的扭力矩，如圖6－43（b） 所示，稱為多盤離合器。適合於高速而動力較小的傳動。 D D 栓槽軸 摩擦板 圓盤（壓力板） 彈簧 （a）單盤離合器 Fa Fa 外殼 摩擦板 圓盤（壓力板） 鍵 （b）多盤離合器 ▲圖 6 － 43 圓盤離合器 132 解 設 Fa 為軸向推力（N）， 為摩擦係數，Z 為摩擦面數 rm 為摩擦面之平均半徑， ＝ ＋ （ ） Dm 為摩擦面之平均直徑， ＝ ＋ （ ） Pm 為接觸面之平均壓力（N/mm2 ，MPa） A 滾針軸承為接觸面之斷面積（mm2 ） T 為總扭矩（N － mm） 則 軸向推力為 公式 6 － 1 ＝ ＝ （ ） 由於摩擦所產生之扭矩為 公式 6 － 2 ＝ ＝ （此公式為單盤離合器之計算，若為多盤時則乘以 Z，即 T ＝ Fa rm Z ） 3 有一圓盤離合器，若其摩擦係數為 0.4，圓盤外徑 80mm，內徑 40mm，假設均 勻磨耗，欲傳動扭矩 7200N － mm 時，則所需之軸向推力為多少 N？ ＝ 0.4 D1 ＝ 80mm D2 ＝ 40mm T ＝ 7200N － mm 由（公式 6 － 2）可知： ＝ Fa Dm 且 ＝ ＋ ＝ ＋ ＝ 60（mm） ∴ ＝ ＝ ＝ 600（N） 133 6 軸 承 及 連 接 裝 置 錐形離合器
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。
例如氣墊避 振器、油壓避振器。 其他如鉻矽鋼、磷青銅、蒙納合金、英高鎳合金……等，亦可作為彈簧之 材料。 下列何者不是製作彈簧的材料？ 矽錳鋼 琴鋼線 鋁 合成樹脂。 彈簧鬆弛現象發生的原因為 負荷增加與溫度升高 負荷增加 與溫度降低 負荷減少與溫度降低 負荷減少與溫度升高。 98 彈簧的功用有四種 吸收振動。 精密定位台力的量度。 產生作用力。 儲存能量。 彈簧的種類很多，依其材料形狀之不同可分為線狀彈簧與板片彈簧兩 大類；而線狀彈簧又可分成壓縮彈簧、拉伸彈簧、扭力彈簧與錐形彈 簧四種；如果依受力性質之不同則可分成壓縮彈簧、拉伸彈簧及扭力 彈簧三種。 壓縮彈簧為了增加接觸面積，常把端面磨平，每端約 匝無效，以獲 得 50～80 ％之面接觸。 板片彈簧的設計，一般都做成三角形或梯形板簧，其目的係讓彈簧每 一個斷面的強度都相等。
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