無暫停凸輪機構與曲柄搖桿機構運動特性及傳力效益之評比

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研究生：	高旭裕 Kao Shiuh-yuh
論文名稱：	無暫停凸輪機構與曲柄搖桿機構運動特性及傳力效益之評比
指導教授：	吳隆庸
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 動力機械工程學系 Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	108
中文關鍵詞：	無暫停、凸輪、特徵值、曲柄搖桿機構、傳力角、壓力角
外文關鍵詞：	No-dwell, Cam, Factor, Crank-rocker linkage, Transmission angle, Pressure angle
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本文首先對常見的無暫停運動曲線作分析，並求得常見之無暫停運動曲線方程式及其特徵值。接著利用高階連續微分可使曲線平緩之觀念，設計多項式型萬用曲線，並探討其設計參數對特徵值的影響，進而找出有較佳特徵值的運動曲線。然後分析曲柄搖桿機構之傳力角及運動曲線，並以最佳化的方式來選取出有較佳傳力角及特徵值的曲柄搖桿機構。再將所得之結果與建議整理成圖表，提供設計人員參考。最後以設計輸出桿和凸輪機構從動件有相同擺幅及時間比之曲柄搖桿機構為出發點，利用最佳化的方式找尋出有最佳傳力角之機構，合成所對應的曲柄搖桿機構；根據合成的曲柄搖桿機構做運動曲線之分析，由於特徵值反映出一個機構的運動特性，故根據兩者之比較可以得到何者之運動特性較佳；再根據壓力角與傳力角的對應關係，可比較出兩者傳力效益之優劣，由此歸納出擁有無暫停週期運動的機構中，凸輪機構相對於曲柄搖桿機構，有較多組同時擁有較佳的運動特性及傳力效益之選擇。

關鍵字：無暫停，凸輪，特徵值，曲柄搖桿機構，傳力角，壓力角。

摘要                                                       I
誌謝                                                      II
目錄                                                     III
圖目錄                                                    VI
表目錄                                                    IX
符號說明                                                   X

第一章  前言                                               1
   1-1 研究動機                                            2
   1-2 文獻顧                                              3
   1-3 研究的                                              4
第二章  凸輪從動件運動曲線基本原理                         5
   2-1凸輪從動件運動曲線型態                               5
   2-2凸輪從動件運動曲線及特徵值                           8
   2-3三種型態之無暫停運動曲線                            10
   2-4無暫停三角函數型萬用曲線函數                        12
   2-5一般化之無暫停萬用曲線特徵值                        17
第三章  無暫停多項式型萬用曲線                            21
   3-1多項式型萬用曲線設計原理                            22
   3-2無暫停多項式型萬用曲線於常見運動曲線之應用          28
       3-2-1無暫停多項式型Harmonic曲線                    28
       3-2-2無暫停多項式型MT曲線                          36
       3-2-3無暫停多項式型MCV曲線                         43
   3-3本章結論                                            50
第四章  曲柄搖桿機構設計法與最佳設計                      52
   4-1 曲柄搖桿機構之設計法                               53
   4-2 基本原理                                           58
       4-2-1 角速度、角加速度及角急跳度之數學表示式       59
       4-2-2 曲柄搖桿機構特徵值之數學表示式               62
       4-2-3 傳力角極值之數學表示式                       62
   4-3 曲柄搖桿機構之最佳設計                             63
       4-3-1依傳力角最佳化設計                            64
            4-3-1-1 範例說明                              64
            4-3-1-2 最佳傳力角及其設計參數之分            66
       4-3-2依最佳特徵值分佈                              68
            4-3-2-1 範例說明                              68
            4-3-2-2 各最佳特徵值之分佈                    70
            4-3-2-3 範例比較及討論                        73
       4-3-3 相同傳力角下依不同目標函數設計出機構之比較   73
            4-3-3-1 特徵值之比較                          73
            4-3-3-2 設計參數β1之比較                     80
   4-4 本章結論                                           82
第五章 凸輪機構與曲柄搖桿機構之比較                       91
   5-1 運動特性之比較                                     91
   5-2 傳力角與壓力角之對應及壓力角之修正                 94
       5-2-1 傳力角與壓力角之對應關係                     94
       5-2-2 擺動式凸輪機構向量式表示法                   95
       5-2-3 凸輪機構壓力角改善法之修正                   97
   5-3 範例說明                                           98
   5-4 本章結論                                          103
第六章 結論與建議                                        104
參考文獻                                                 107

                                

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