Google+ 機動學論壇(TALKING MECHANISMS): 06/04/07

2007年6月4日 星期一

古老的精密工業


b94611013 林詠舜 自�上�系��作原理


�械自�上�系�的�作原理只有一�,就是利用佩戴者手臂的移�,因地心吸力使自�系��的重物(金��陀)��,金��陀的不段���而推�系��的��及���主��上�。��的不同��只是形式上的不同,基本概念不�。唯一不同的�械自�上�系�只有JLC的Atoms空��,利用�度改�使�部金��改�形�,推����主��上�,可惜未能用於手�上,否�必可成�"�天地,泣鬼神"之作!

各�自�上�系���:

撞陀是介乎手�上��自�上��之�物,�向上���,上�效能未算完善,利用金��陀於�芯��回"撞"�主��上�得名。



撞陀中�有些�牙(�),直接推�一���系�的�牙(�),使其不段上下���50-60度左右,期����芯(�)底部的���主��上�,斜牙�(�)�保�向上�。上�效能差,"撞"到手�都未上��。



��式自�上�系�:利用�陀的��,推�一�可左右��的��,�向�主��上�。�陀底部�牙(�)直接推������前小��(�)把�力�向���主��上�。



��陀向另一方向���,�����前小��(�)只作�向工能,推������後小��(�)把�力�向���主��上�。



Seiko使用Magic Lever自�上�系�,��非常��可靠,可快速�主��上�,但其扭力偏弱,�主��已上半��後,有可能��再上�。




Magic Lever��很��,一�'Y'形的lever直接�接�陀中��上���;Magic Lever是偏心地�於中�上(�),��陀���,'Y'形lever就�不段"�下�下"上���(�/�)�主��上�。



IWC啄木�自�上�系�:原理是自��陀背後有一偏心凸�,凸�在"啄木�"的��滑����(�)�而推�整�系�,��原理令系��的"��咀"(黑)�"短�咀"(�)不�地相�上下移�,形成"��咀"向下拉、"短�咀"向上滑;"短�咀"向下拉、"��咀"向上滑,不停拉�斜牙��(�)�主��上�。



�向�自�上�系�:ETA自�上�系�,利用�陀底部�牙(�),��向�上����接(�),�向�使�陀��向左/右�一�可以�主��上�。



�芝柏�向�自�上�系�,�ETA原理相同,���向�均�����,上��牙非常接近但不相�(�),只��陀底�牙�接,下��相�;�向�必���成其中一�上下�����,逆�空�;另一�上下逆����,��空�。��陀逆���(�),���向�上�均����(�),右�向�上下��,使下�一�����(黑),推�左面�向�空�的下�逆���(�)。



��陀����(�),���向�上�均逆���(�),左�向�上下��,使下�一�逆���(�),右�向�下���空�(黑)。��,左�向�下�永�逆���(�)�主��上�。



Rolex的自�上�系�:�系�原理跟ETA的�向�一�,但��不同;外�上只������色的大��在��,但仍可�向上�,原因是下�的止逆�被�色大��包住,要�底部才可看得到。



�陀�力先�送至第一��色大��(�),��/外�同步�,中��的小��(上黑)就����色���主��上�(�);此�,另一�色大���的逆向��被�色����空�(下黑)。但�第一��色大���/外非同步�,�力就��至另一�色大��(�)使其�/外同步(下黑)���色���主��上�;此�,第一��色大���的逆向��被�色����空�(上黑)。



半自�系�/�向上�:只要自�系��只�一��向�(e.g. ETA7750)或者使用一�斜牙�(e.g. JLC 899)就可以做成�向自�上�。
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轉向齒輪


我是王啟維

由於在上次上課有聽到老師說到汽車方向盤驅動輪胎,就是靠特別的齒輪。原因沒有別的
就是為了要能夠減少車子底盤的體積,使原本直向發展的體積變成橫向,讓車身變薄。論壇中也有同學大致提到在此我也找到一些資料。

轉向齒輪(也就是汽車接輪胎的齒輪)可分三大類:可逆式、半可逆式、不可逆式。可逆式轉向齒輪有二種:蝸桿與扇形齒輪、螺桿與螺帽式。半可逆式轉向齒輪有二種:蝸桿與滾輪式、螺桿與凸輪搖臂式,行使不良路面載重車使用較多。不可逆式轉向齒輪有二種:循環滾珠螺帽式、齒條與小輪式(高速車輛使用)。

現在一般的車都是用齒條與小輪式或者是循環滾珠螺帽式。循環滾珠螺帽式的轉向機構,裡面有140顆小剛珠。我們一般的車一定都有動力輔助,你車子不要發動。在原地轉向試試看你會覺得轉向很硬要花很的力氣才能轉,你說的沒錯一般車子的的動力輔助都很小,很難感覺的出來有什麼動力輔助的存在。如果你過開液壓輔助轉向的車子,差別就很大,你用一隻手指頭就可以讓車子轉向,不用花很大的力氣。

如果沒有動力輔助轉向,你連開車轉個彎都要花很大的力氣耶。你都沒發覺你轉彎為什麼都可以輕鬆轉,還有你有沒有發覺到你轉彎要出彎的時候,雙手放掉方向盤,方向盤會自動回正。這其實也是輪胎在幫助你的車子可以在轉彎的時候自動幫你回正。這是輪胎的內傾角幫助你的車子可以回正。內傾角的作用產生在搭配車子的動力輔助,讓駕駛者輕鬆在彎道轉向。

在此大概簡介方向盤之所以能夠輕鬆讓輪胎變方向,和其中齒輪驅動的原理。 Read more!

手排變速箱(AMT)發展趨勢


b94611013 林詠舜

手排變速箱(AMT)發展趨勢

手自排變速箱(Automated Manual Transmission ,簡稱AMT)基本上是以類似手排變速箱之平行軸式齒輪檔位系統加上自動離合及自動排檔等機電模組而成之變速箱產品。由於具手排變速箱之高效率性及傳統自排變速箱(AT)之自動換檔的方便性,成本又遠低於AT,因此已快速從歐洲市場崛起。廣義之手自排變速箱(AMT)包含自動離合手排變速箱(Auto-clutch Manual Transmission ,簡稱AcMT) 、單離合器手自排變速箱(Single Clutch Automated Manual Transmission,簡稱AMT)及雙離合器手自排變速箱(Double Clutch Automated Manual Transmission 或Dual Clutch Automated Manual Transmission,簡稱DCT),基本上均屬平行軸式齒輪檔位系統之變速結構,不論在設計技術或生產技術均有其同質性。


1980年代由於電子工業之突飛猛進,使得手排變速箱之離合自動化技術獲得突破性發展,1990年代初期開始陸續有採用自動離合手排變速箱(AcMT,如圖一)之汽車上市如Renault Twingo、Mercedes-Benz A160及A190、Fiat Stio Abarth、Ferrari 360、Saab 900、Toyota Yari Seicento 及MR2......等等,應用範圍含蓋小轎車、貨車、休旅車、跑車、卡車、托車,其Auto-clutch組件之主要供應廠有德國Sachs、ZF、Siemens、LuK、義大利Magneti Marelli、美國Eaton公司等

1990年代中期該些廠進一步推出手自排變速箱(AMT,如圖二),即不只能自動離合,亦能自動排檔。不論是AcMT或AMT,均為維持原手排變速箱之高效率性下改善駕駛性,使原手排變速箱大大提升其價值,雖目前產品之換檔舒適性比傳統自排變速箱(AT)仍略有遜色,但傳動效率與MT相近,足足比傳統自排變速箱(AT)高7%以上,生產成本比AT低30%以上,因此1990代中期從高手排變速箱佔有率之歐洲市場(2000年手排變速箱佔有率為87%)快速崛起,2000年已開始蔓延至美洲及東亞,如Eaton、GM及日本部份汽車廠......等等,均投入此方面產品開發。1995年前車廠之自動變速箱選用就只有AT及CVT可考慮,現又多了AcMT 及AMT可選擇,且AMT之成長速率已遠超過CVT,預估AMT 產品(含AcMT及DCT) 到2010年在歐洲變速箱市場將佔到25%,歐洲市場各類變速箱未來之消長預估如表一。


為求進一步縮短換檔時間,提升換檔舒適性,雖1980年初期已有雙離合器手自排變速箱(DCT)之構想及研究,但直到2003年德國VW與Audi公司才合作推出DCT產品(如圖三),使用於Audi TT3.2及Golf R3.2兩款車上,成為第一個進入市場之DCT產品。DCT 因需兩組離合器,已無法再沿用現有手排變速箱(MT)架構。需配合雙離合器改成雙輸入軸結構,一組離合器及輸入軸管控奇數檔之動力輸入與中斷,另一組離合器及輸入軸管控偶數檔之動力輸入與中斷,整個變速箱結構須重新設計過,因此開發及量產投資遠大於單離合器之AMT。


綜觀目前AMT發展趨勢,AcMT及AMT 均將以外加式5速變速箱為主,成本較低,可用於中低價位之車型。DCT則以一體式6速變速箱為主,成本比單離合器之AMT略高(但仍比4速之AT成本低),可用於中高價位之車型。目前AMT仍處於高成長期,且其技術(齒輪傳動技術+自動控制技術)之應用將不止於汽車變速箱,其他講究效率且需自動變速之運輸機具均有機會應用。國內齒輪傳動零組件製作技術相當完整,且AMT 開發及生產投資遠比AT低,實為國內業者跨入汽車自動變速箱市場之好時機。

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凸輪


B94611034 張延瑋
推薦不錯的網站 裡面介紹了許多的機械原理
對於我們學過的連桿機構、齒輪、凸輪做了配合動畫清楚描述的教學方式
內容簡單明瞭,對於不同類型的機構亦會做相關的比較。
從當中能瞭解機件、機構及機械的定義及區別,機件之種類,幫助我們瞭解機件支各種運動傳達的方法。
在凸輪的部分除了介紹課本書上有提到的確動凸輪(Positive Motion Cam),另外提到了
立體凸輪,包括了圓柱形凸輪(Cylindrical Cam)、圓錐形凸輪(Conical Cam)、端面凸輪(End
Cam)、球形凸輪(Spherical Cam)、斜盤凸輪(Swash Plate Cam)
以下圖為斜盤凸輪
http://content.scvs.tpc.edu.tw/top1/chap13/images/gif/ch13-35.gif">

其從動件在凸輪斜盤上之相對動路為橢圓形。
以下為此網站的網址:
高職機械原理 http://content.scvs.tpc.edu.tw/htm/top1-all.htm Read more!

魯班木車馬!!


非常有趣的一個東西,今天不小心看到的.
簡單來講,就是古代相傳魯班曾做出一台可以自動行走的木馬.
而在大陸,有人便嘗試著復原做出當年可能的面貌.
研究至目前,計有陳柏宏的四桿與六桿步行機器馬.
以及王湔.邱正平.黃凱及沈煥文的八連桿步行機器馬.
非常新奇的玩意兒,主要和機動學連桿方面有關.
給大家看看哩......
王湔型木車馬腿部機構
木車馬運動模擬
足步軌跡曲線
四桿型木馬機構簡圖
六桿型木馬機構簡圖
詳細情況,大家可以去下面這個網址觀看.

http://www.acmcf.org.tw/acmlab/newpage15.htm

非常有意思,看他們如何應用連桿機構.

考慮各項角度.迴轉.推力.....等因素~~~

一步步地逐漸改善,增加行走效率,作出現代的自動行走木馬!!

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轉向機構


談到了汽車,其實有關於方向盤的機構也是很有趣的.

也就是說,我們如何利用轉動方向盤的時候......
將它轉動的模式變換成汽車輪子的轉變.
而使我們車子行動轉向呢??

找了點資料,有了些想法,跟大家做個討論哩.
首先,為了要使輪子轉向......
必須將方向盤的迴轉運動經由轉向機構轉換成側向的運動.



把它想像成螺帽和螺桿~~
將螺桿(方向盤與轉軸)向右旋轉~~
螺帽就會往螺桿上方旋轉,往右旋轉,螺帽就會往螺桿下方旋轉.
假如我們在螺帽上裝置一個齒槽,再將它與另一檔齒輪嚙合.
這樣我們就能經由旋轉螺桿而使另一檔齒輪產生轉向的。



就真正的轉向齒輪而言,螺桿就是轉向軸.
通常稱之為蝸桿(worm shaft).
在它上面有寬齒槽的螺紋(thread).
有一個螺帽穿進這個轉向軸,稱之為滾珠螺帽(ball nut).
在滾珠螺帽裡面,代替螺紋的是一些鋼珠.
這些鋼珠配置在蝸桿齒槽中.以便滾動(磨擦力小)

在此,有一個管道引導鋼珠一再地回到起始點.
所以當鋼珠滾動倒蝸桿螺紋的盡頭時,又會循環下去.
而當方向盤轉動轉向軸時,滾珠螺帽就會往上或往下推進.
在滾珠螺帽的外面也設有齒槽~~~
滾珠螺帽的對應機件是扇形齒輪(sector gear).
而扇形齒輪與滾珠螺帽齒槽嚙合~~
當滾珠螺帽移動時也會驅動扇形齒輪.
連結在扇形齒輪底端的是扇形軸(splined shaft).
轉動方向盤時,會使蝸桿一起轉動,這樣就又使得滾珠螺帽運轉並轉動扇形軸.



假使車子有動力轉向配備.....
那蝸桿就會連結到卷軸閥(spool valve)上.
卷軸閥本身就是個控制閘,引導動力到滾珠螺帽(動力活塞)
這使得動力能集中在一個方向.

嗯,大致應該就是這樣吧~~~
算是最近所學的齒輪機構延伸,給大家參考做討論囉.
(註:上一篇格式錯誤,造成一堆亂碼,煩請教授刪掉它,多有刁擾之處,還請見諒,謝謝.)

B94611042 王志豪
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史特靈引擎


看到大家都在討論引擎,我也來分享另一個東西.
那就是"史特靈引擎"!!!

前面大家說的引擎,主要都是屬於內燃機.
然而,在內燃機發明之前~~~
外燃機:史特靈引擎,其實出現的更早.
而且整體看來,史特靈引擎更加有效率而環保.
在日益注重環境保護的今日,越來越受到注意了.

史特靈引擎的理論效能幾乎接近熱機的最大理論效能~
也就是卡諾循環效能(CARNOT)!
即由兩個等溫過程和兩個絕熱過程所組成的循環~
此時功可以完全轉變為熱,且完全轉變為功,期間可逆.
運作效率非常的高.

雖然說由於史特靈引擎為外燃機~~
因為需外部熱源.啟動時間長.....
高低溫差的持續保持.無法立即改變能量等級…等問題~~
使得史特靈引擎的利用隨著內燃引擎與電動機的出現~~
而漸漸被取代而被世人所遺忘.
然而近年來,它高效率低污染的特點~~
終於還是讓它從回天日,逐漸被受大家關注.

發明者Robert Stirling ,當初設計出這樣一種熱循環引擎的機構.
整個Stirling Cycle(史特靈循環)基本上歸納為下列四個步驟:
1. 加熱:將氣體推往熱室,因而氣體膨脹,室內的壓力增加.
2. 膨脹:活塞被推動,帶動曲軸與飛輪.
3. 冷卻:連結90 度曲軸的移氣活塞,被帶動旋轉,將氣體推回冷室.
4. 壓縮:活塞收縮,同樣帶動曲軸及飛輪慣性旋轉.
如此進行循環.

史特靈引擎的機構其實非常簡單.
個人是覺得蠻適合我們這種初入機動學殿堂的人參考.
而且這個機構跟上學期我們所學到的熱力學~~~
有頗多可以參照互相集合的地方.
給大家做個參考囉~~~
下面這個網址有整個機構的運轉情形,可以看看呦.
(裡面有flash,我不知道怎麼直接貼過來,就給個網址直接做參考哩.)

http://www.myoops.org/twocw/mit/Mechanical-Engineering/2-670Mechanical-Engineering-ToolsJanuary--IAP-2004/StudyMaterials/index.htm

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直列引擎、V型引擎、水平引擎的差��


直列式引擎跟V型引擎的示意圖可以看李冠廷同學"汽車引擎"那篇文章

汽車引擎分為直列式引擎、V型式引擎、水平式引擎三種,此三種引擎的命名主要是以,汽車引擎的排列方式而命名。一般來說,汽缸數較少時,多是採用直列的方式;而汽缸數較多時,則是採用V字形排列方式。會有如此的差別,主要是因為直列汽缸的排列方式較佔引擎室的空間,而且,多汽缸的排列方式對供油也會有所影響。
直列式引擎是指引擎的所有汽缸均排列在同一平面上,形成一直列的情形,因而稱為直列式引擎。直列式的汽缸在目前轎車引擎的使用上來說是很普遍、且最傳統的配置,最主要原因乃是因為直列室的引擎規格,在進排氣系統的設計上的自由度、生產性、生產成本等條件下,都能夠取得良好的綜合性平衡。直列式引擎的優點有:引擎體積較小,較適合小型車使用;而缺點則是引擎的震動較大。

V型式引擎是指V型引擎係將複數的汽缸分成兩部份配置於曲軸的左右兩邊,將汽缸分成兩邊呈V型可縮短因汽缸的增加而增加引擎的長度,而V型汽缸分為左右兩邊的配置,其構想源自於水平對臥式引擎,而容易搭載於底盤上,並且能夠直接的運轉順暢、強勁的動力,正是其魅力所在。汽缸呈V型排列的引擎會因汽缸數量的不同,而有60、90、120度三種常見的角度,角度方面以90度夾角最優。汽車引擎引用V型引擎的最主要原因為,因其擁有較佳的平衡、較為穩定、寧靜。且可有效減少引擎的體積,增加車室空間。V型引擎在供油方面較直列式優秀,主要是因為V型引擎的供油系統較細膩且直接。但相對的,V型引擎也擁有引擎本體重量較重、成本較高、容積效率較低等缺點。


看完上面的介紹以後,雖然說會讓人覺得直列式引擎聽起來不怎麼樣:(,不過正如文章所講的,它適合的是小車嘛,像是volvo、BMW、mwecedes的車款裡面cc數較低的車款幾乎都適用這種引擎,而且像是BMW非常有名的直6式引擎跟volvo使用porsche製造的引擎都讓人不得忽視直列式引擎在小型車款的重要性。
車型比較大的,或是cc數高的車當然就適合用V式引擎囉:D,像是超級無敵跑車法拉利早期的車款就是以V12引擎為主流。


水平對臥式引擎是指稱,夾角為180度的引擎。水平對臥式引擎,是根據其複數的汽缸被分為兩等分,以曲軸為中心乘現180度分列左右的形狀而得名。由於汽缸呈現水平狀態,所以汽缸蓋、汽門系統皆採水平配置,因此引擎的重心位置極低。水平式引擎的優點:因活塞的往復運動,是左右相對向運作,所有震動有所抵銷,因此其運轉很平順。加上因為活塞運動角的設計擁有平衡良好的優勢,因此相對於直列式引擎,曲軸上所需的反向配重也較少,間接的減輕了曲軸的重量,這樣不僅可以減輕引擎的整體重量,對於轉速提升反應也有所助益。而水平式引擎的最大缺點,便是生產成本較高。且因打造時較為費時,因此水平式引擎目前較少車輛使用。


話雖如此,但是我們看它的介紹中有提到引擎的重心位置很低,所以呢車頭設計也可以降低,好處當然就是風阻變小啦:D,因此這種設計的引擎對跑車來說算是不錯的優勢,像是超超級porsche、subaru的車款很多都是以這種引擎為主,然後BMW的重機也是這種引擎喔!!!!!


我知道的東西不多:D,當作是稍微補充一下資訊給大家知道囉~~。

另外我想趁機問一下,到底是誰偷了我的機動學課本....= =。

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