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研究生: 李柏賢
Lee, Bo-Sian
論文名稱: 變速平移凸輪機構之機械誤差分析
Analysis of Mechanical Errors in the Varying-Velocity Translating Cam Mechanisms
指導教授: 吳隆庸
Wu, Long-Iong
口試委員: 蔡錫錚
Tsai, Shyi-Jeng
雷衛台
Lei, Wei-Tai
鍾添東
Chung, Tien-Tung
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 62
中文關鍵詞: 變速平移凸輪等效連桿機械誤差分析敏感度分析
外文關鍵詞: Vary-velocity translating cam, Equivalent linkage, Mechanical error analysis, Sensitive analysis
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  • 以瞬心向量法可求得變速平移凸輪輪廓、壓力角、曲率半徑與運動函數,再利用運動係數的概念可求得另一衝程之運動函數。以凸輪輪廓、壓力角與輪廓曲率半徑的關係將等效連桿分為四個區段,分別討論各區段中設計參數與輪廓尺寸的機械誤差分析。當選定參數尺寸時,選擇極值較小之速度函數,則可降低輸出誤差極值;將曲柄尺寸減小或耦桿尺寸增加可獲得較好之傳力效果。由敏感度分析了解設計參數與輪廓尺寸對輸出誤差的影響程度相等,表示設計參數與輪廓尺寸的公差設定皆很重要。推導輸入扭矩與衝壓力的關係,以做為選擇馬達的參考。


    By applying the velocity instant center concept and vector loop equations, for a varying-velocity translating cam mechanism, the cam profile, the pressure angle, the radius of curvature of the cam profile and the motion program of the follower can be derived. Then the motion program of the return stroke of the follower can be obtained by means of the application of kinematic coefficients. According to the cam profile geometry of each region, the varying-velocity translating cam mechanism has four different equivalent linkages. Accordingly employing the equivalent linkage method, the kinematic errors of the follower caused by the deviation in each design parameter of the mechanism can be derived. If every design parameter of the mechanism has been specified, choosing a motion program that has a lower velocity value may reduce the mechanical error of the follower output. Additionally, the transmission effect can be improved by either decreasing the length of the crank or increasing the length of the coupler link. According to the sensitive analysis, the variation of each design parameter and that of the cam profile dimension has almost the same effect on the output motion error, and thus their tolerances are nearly equal in importance. For reference of choosing a motor, the relation between the input torque and the press force is also derived.

    中 文 摘 要 I 英 文 摘 要 II 目 錄 III 圖 目 錄 VI 表 目 錄 VII 符 號 說 明 VIII 第一章 前言 1 1.1 概述 1 1.2 文獻回顧 1 1.3 研究動機與目的 2 第二章 平移式盤型凸輪輪廓與曲率半徑 3 2.1 平面機構的瞬心 3 2.2 向量法求平移式偏位滾子從動件凸輪輪廓 4 2.3 曲率半徑之計算 5 第三章 變速平移凸輪機構之設計 7 3.1 從動件之位移函數 7 3.2 凸輪輪廓與刀具中心路徑 10 3.3 凸輪輪廓之曲率半徑 12 3.4 從動件在另一衝程之運動 14 3.5 範例 16 第四章 變速平移凸輪機構之機械誤差分析 20 4.1 曲率中心位置 20 4.2 平面區段的等效連桿與機械誤差分析 20 4.2.1 最低接觸點誤差造成的機械誤差 23 4.2.2 偏位量誤差造成的機械誤差 23 4.2.3 滾子半徑誤差造成的機械誤差 24 4.3 內凹區段的等效連桿與機械誤差分析 24 4.3.1 曲柄尺寸誤差造成的機械誤差 27 4.3.2 耦桿尺寸誤差造成的機械誤差 27 4.3.3 最低接觸點誤差造成的機械誤差 28 4.3.4 偏位量誤差造成的機械誤差 28 4.3.5 滑槽位置誤差造成的機械誤差 29 4.3.6 滾子半徑誤差造成的機械誤差 29 4.4 反曲點區段的等效連桿與機械誤差分析 30 4.4.1 曲柄尺寸誤差造成的機械誤差 33 4.4.2 耦桿尺寸誤差造成的機械誤差 33 4.4.3 最低接觸點誤差造成的機械誤差 34 4.4.4 偏位量誤差造成的機械誤差 34 4.4.5 滑槽位置誤差造成的機械誤差 35 4.4.6 滾子半徑誤差造成的機械誤差 35 4.5 外凸區段的等效連桿與機械誤差分析 36 4.5.1 曲柄尺寸誤差造成的機械誤差 39 4.5.2 耦桿尺寸誤差造成的機械誤差 39 4.5.3 最低接觸點誤差造成的機械誤差 40 4.5.4 偏位量誤差造成的機械誤差 40 4.5.5 滑槽位置誤差造成的機械誤差 41 4.5.6 滾子半徑誤差造成的機械誤差 41 4.6 凸輪輪廓尺寸誤差造成的機械誤差 42 4.7 範例 43 4.8 位移函數的輸出誤差極值 46 4.9 曲柄滑件的傳力角 46 第五章 設計參數與輪廓尺寸對輸出誤差的敏感度分析 47 5.1 曲柄尺寸對於輸出誤差的敏感度分析 47 5.2 耦桿尺寸對於輸出誤差的敏感度分析 48 5.3 最低接觸點對於輸出誤差的敏感度分析 49 5.4 偏位量對於輸出誤差的敏感度分析 50 5.5 滑槽位置對於輸出誤差的敏感度分析 51 5.6 滾子半徑對於輸出誤差的敏感度分析 52 5.7 凸輪輪廓尺寸對於輸出誤差的敏感度分析 53 5.8 本章結果與討論 55 第六章 衝壓力 56 6.1 衝壓力與輸入扭矩 56 6.2 範例 58 第七章 結論與未來展望 60 參考文獻 61

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