彈簧線圈的平均直徑與線直徑的比值稱為 。 三根彈簧常數分別為 K1、K2、K3，經並聯後之總彈簧常數為 。 103 彈簧發生鬆弛現象，主要是由於 及 兩種因 素造成。 大型彈簧以使用 為材料，小型彈簧則以 或 為材料；而機械性質佳，抗拉強度高且韌性大，是最 良好之彈簧材料為 。 三、問答題 何謂彈簧？有哪四大功用？ 請說明下列各種彈簧之特徵及其應用： 壓縮彈簧。 錐形彈簧。 碟形彈簧。 疊片彈簧。 如圖（4）所示，求總彈簧常數 K 為若干？ K K K M ▲圖（4） 兩條串聯之拉伸彈簧，其彈簧常數分別為 10N/mm 和 20N/mm，若施一 600N 之拉力，則其總撓曲量為多少 mm？ 一彈簧常數為 200N/mm，施力 4000N 可將彈簧壓實，壓實時長度為 40mm，並知其容許公差之總和為 10mm，試求其最大壓縮量及自由長 度各為若干？ 104 如圖（5）所示，兩根彈簧的自由長度均為 200mm，IKO軸承且彈簧常數均為 2kN/m，試求物體 A 與 B 之重量各為若干 N？ 250mm 400mm A B ▲圖（5） 彈簧所用材料中，琴鋼線具有哪些特性？ 帶輪 學習目標 能了解撓性傳動的基本理論。 能知悉皮帶的種類及其應用。 能熟練帶輪速比、皮帶長度、各種塔輪直徑、轉速及 傳動功率之計算。 146 7－1 撓性傳動 當主動軸與從動軸之間的距離較長，不適合使用摩擦輪或齒輪等直接傳動 方式，
動。 ▲圖 1 － 4 低對 7 8 高對 係兩機件間以點或線接觸者，如圖 1 － 5 所示。如ASAHI軸承、滾柱、平板 凸輪、 摩擦輪、齒輪及火車車輪與鐵軌之運動。 點接觸 點接觸 線接觸 線接觸 ▲圖 1 － 5 高對 二、運動鏈（kinematic chain） 由三根以上之機件所組成的連桿裝置，稱為鏈（chain），鏈依其各種機 件間能否做相對運動，可分為兩種： 固定鏈（locked chain） A B C 2 3 1 ▲圖 1 － 6 固定鏈 又稱為呆鏈，各桿間無相對運動，固定 鏈至少由三根連桿所組成，如圖1－6所示。 運動鏈（kinematic chain） 由數個運動對組合而成，可產生一定形 態之運動，稱為運動鏈，依其運動性質之不 同，可分為兩種： 拘束運動鏈（constrained chain） 至少由四根連桿所組成，各連桿間有一定規律的相對運動之鏈，如圖 1 － 7 所示，將桿 1 固定，當桿 2 轉至某一角度時，因桿 3、桿 4 之長度 一定，故 3、4 兩桿之位置也各隨之而定者稱之（一般所指機構，均屬 於拘束運動鏈，至少需要由四根連桿所組成）。 9 概 述 1 D C C B 3 2' 4 4' 1 B A 2 ▲圖 1 － 7 拘束運動鏈 A C C" B 3 D D" E 2 B C D 4 5 1 ▲圖 1 － 8 無拘束運動鏈 無拘束運動鏈（unconstrained chain） 凡是在連桿組中，各連桿間的相對運動無法確定者，如圖 1 － 8 所示之 五連桿組，將桿 1 固定，當桿 2 轉至某一角度時，桿 5 的位置仍可變更 而無法確定者稱之。 了解運動鏈的種類以後，現在提出兩種方法，來判別 6 根、7 根……等連 桿所組成的運動鏈是什麼類型：
如圖5－1（c）所示。通常使用在安全閥、 汽車上之汽門彈簧、車輪避振器及自動原子筆筆心套著的彈簧。 （a）壓縮彈簧 （b）簡易劃法 （c）壓縮彈簧端部 閉口未磨平 開口未磨平 閉口磨平 開口磨平 約 3 4 圈磨平 ▲圖 5 － 1 壓縮彈簧 88 拉伸彈簧（extension spring） 如圖 5 － 2（a）所示，又稱為拉力彈簧，受外力的拉伸作用後伸長，當外 力消失時IKO軸承又回復原來形狀。一般彈簧各圈均繞成相互貼緊之螺旋狀，兩端各有 一環圈，以供掛，如圖 5 － 2（b）所示。通常使用在拉伸健身器、煞車踏 板、機車、腳踏車之固定器及鼓式煞車的回復彈簧。 （a） 拉伸彈簧 簡易劃法 方 圓 側圓 側反圓 縮小端圓 半圓 U 形 V 形 （b）拉伸彈簧端部 ▲圖 5 － 2 拉伸彈簧 89 5 彈 簧 扭力彈簧（torsion spring） 扭力彈簧有兩種，一為螺旋扭力彈簧，如圖 5 － 3（a）、（b）、（c）所示， 它利用徑向繞軸傳動的扭力來控制機件，如使用在紗門能自動關閉之彈簧、文件 夾及握力健身器；二為蝸旋扭力彈簧，如圖 5 － 3（d）所示，應用在鐘錶機構 中做為驅動的動力來源之彈簧（俗稱發條）及功率計。 F a （b）簡易劃法 （d）蝸旋扭力彈簧 （a）螺旋扭力彈簧 （c）雙扭轉彈簧 ▲圖 5 － 3 扭力彈簧 （a）錐形彈簧 （b）簡易劃法 ▲圖 5 － 4 錐形彈簧 錐形彈簧（conical spring） 如圖5－4（a）、（b）所示，為繞 成錐形的螺旋圈，
則可使用撓性中間聯接物藉其拉力來傳達運動，稱為撓性傳動（flexible transmission）。 撓性中間聯接物有三種，即皮帶（belt）、繩（rope）及鏈（chains），其 中皮帶及鏈最為常見。皮帶之所以能傳動，是利用帶與帶輪之間的摩擦力，摩 擦力愈大，其傳達之功率就愈大，如圖 7 － 1 所示，為一對皮帶輪使用皮帶傳 動之情形，IKO軸承其中接受動力首先轉動之大輪A，稱為主動輪（driver），另一小輪 B，稱為從動輪（follower）。當主動輪接受動力後，靠輪面與帶間之摩擦力， 將動力經由皮帶傳達至從動輪，從動輪之所以能轉動，亦靠帶與輪面間之摩擦 力，如此循環不已，終將動力順利傳達；但當負載過大而超載時，
機件是構成機械的最基本元素，一般常被視為剛體。通常機件可分為固 定機件、連結機件、控制機件、傳動機件及流體機件等。 機件的組合，以傳達運動為主者稱為機構，是一種拘束運動鏈；若接 受能量後，以作功為主者稱為機械，常是一系列機構的組合，但機構 不一定是一部機械。 運動對：係兩機件經組合而互相接觸並產生相對運動者，亦稱對偶。 低對：係兩機件間以面相接觸者；如汽缸與活塞、螺栓與螺帽、尾座 與床軌運動、軸與軸承之運動。 高對：係兩機件間以點或線接觸者；如滾珠軸承、滾柱、平板凸輪、 摩擦輪、齒輪及火車車輪與鐵軌之運動。 滾針軸承運動鏈：由數個運動對組合而成，可產生一定形態之運動者。 一般所指機構，均屬於拘束運動鏈，至少需要由四根連桿所組成。 14 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 一、選擇題 下列何者屬於機構？ 固定鏈 拘束運動鏈 無拘束運動 鏈 結構體。 一般討論「機械」與「機構」主要相異處之特性為 是否有基本 元素零件 具有相對運動 為力之抗力體 將能轉變為 功。 下列有關機件、機構與機械之敘述，何者正確？ 機件為機械 之集合體 機件為機構之集合體 機構為機件之集合體 機構為機械之集合體。 構成一鏈，最少需要幾根連桿？ 2 3 4 5。 常用於 CNC 工具機之滾珠螺紋，其滾珠與螺紋槽間之接觸方式為 迴轉對 高對 低對 滑動對。
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