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研究生: 吳佩珊
Pei-Shan Wu
論文名稱: 連桿沖床動態不平衡之分析與改善
Analysis and Improvement on Dynamic Unbalance of Mechanical Presses
指導教授: 左培倫
Pei-Lum Tso
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: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 107
中文關鍵詞: 複合驅動伺服沖床曲柄沖床動態平衡滑塊四連桿機構側向推力
外文關鍵詞: Hybrid-driven Servo Press, Crank Press, Dynamic Balance, Slider-crank Mechanism, Side Thrust
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  •   機械式連桿沖床在運轉時,內部機構的質量因牛頓第二運動定律產生慣性力作用在機架上,造成系統的不平衡,引發沖床產生振動及噪音,在微沖壓加工時更易造成沖頭的壽命縮短。以往解決沖床的動態不平衡的方式,常以增設滑塊四連桿組作為動平衡機構。
      本論文之研究目的在於分析連桿沖床的慣性力,並改善其動態不平衡。首先對本實驗室所開發之複合驅動伺服沖床進行動力分析,以了解此沖床之動態不平衡表現,作為動平衡機構合成之參考依據,和Working Model(WM)結果及實驗數據作對照,證實分析方法之可行性,並探討沖剪過程中沖壓力與側向推力的關係。其次提出動平衡機構的尺寸合成流程,在諸多解答中,藉由調整滑塊偏置量、桿件尺寸、桿件質心位置與滑塊配重等參數作慣性力的分析及比較。最後以複合驅動伺服沖床與一般市售的曲柄沖床為目標,分別設計一組動平衡機構,並調整曲柄沖床之機構參數,以快速且簡單的設計程序達到改善曲柄沖床的動態不平衡之目的。


    摘要………………………………………………………I 誌謝………………………………………………………II 目錄………………………………………………………III 圖目錄……………………………………………………VI 表目錄……………………………………………………X 第一章緒論………………………………………………1 1.1 前言…………………………………………………1 1.2 連桿沖床之動態不平衡……………………………2 1.3 微沖壓加工…………………………………………5 1.4 文獻回顧……………………………………………6 1.5 研究動機……………………………………………9 第二章複合驅動伺服沖床慣性力模型…………………11 2.1 複合驅動伺服沖床運動分析………………………11 2.2 等效慣性質量………………………………………18 2.3 複合驅動伺服沖床機構之慣性力推導……………21 2.4 程式模擬與實機量測………………………………24 2.4.1 Borland C++ Builder(BCB)程式………………24 2.4.2 Working Model (WM)模擬………………………30 2.4.3 實機量測…………………………………………33 2.5 本章小結……………………………………………40 第三章動平衡機構之動態合成…………………………41 3.1 電腦輔助機構合成…………………………………41 3.1.1 機構合成簡介……………………………………41 3.1.2 尺寸合成理論……………………………………41 3.1.3 動態平衡機構之設計步驟………………………43 3.2 動態合成對象—滑塊四連桿機構…………………45 3.2.1 滑塊四連桿之尺寸合成…………………………45 3.2.2 滑塊四連桿之運動類型(type)…………………49 3.2.3 建立滑塊四連桿合成之解答線…………………50 3.3 動平衡機構之特性分析……………………………52 3.3.1 動平衡機構之運動分析…………………………52 3.3.2 動平衡機構之平衡力推導………………………56 3.4 本章小結……………………………………………58 第四章動平衡機構合成與分析…………………………59 4.1 動平衡機構合成與分析軟體………………………59 4.2 動平衡機構設計範例………………………………62 4.3 動平衡機構尺寸解答之選取指標…………………67 4.3.1 桿長比對平衡力曲線之影響……………………67 4.3.2 偏置量對平衡力曲線之影響……………………67 4.3.3 連接桿質心位置對平衡力曲線之影響…………72 4.3.4 滑塊配重對平衡力曲線之影響…………………75 4.4 本章小結……………………………………………79 第五章連桿沖床動態不平衡之改善……………………80 5.1 複合驅動伺服沖床之動態平衡機構設計實例……80 5.2 曲柄沖床動態不平衡之探討………………………87 5.3 曲柄沖床之動態平衡機構設計實例………………96 5.4 本章小結……………………………………………101 第六章結論與未來展望…………………………………102 6.1 結論…………………………………………………102 6.2 未來展望……………………………………………104 參考文獻…………………………………………………105

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