万向接头之研究.pdf

篇名萬向接頭之研究作者徐哲崙。國立埔里高工。機械科三年乙班吳宗穎。國立埔里高工。機械科三年乙班陳健宏。國立埔里高工。機械科三年乙班PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com萬向接頭之研究1壹前言一、研究動機與目的二年級下學期，接觸到的機械原理這門課，課堂上聽到老師說到萬向接頭，看著課本上的圖示，看起來似曾相識，但是對他的功能卻是一無所知，看著課本上描述的功能，看不出萬向接頭怎麼動作的，對此機構充滿了許多問題及疑惑，所以和同學決定要將萬向接頭這個機構更深入的去探討，並了解此機構對機械的應用和她所帶來的方便性，配合3D電腦輔助設計軟體Pro/Engineer繪製機件的3D模型，應用各種組裝方式將各機件組合成機構，於Pro/Engineer的Mechanism模組當中，設定運動的參數及條件，呈現出機構的運動狀態模擬。二、研究架構研究架構如圖一所示，依循其步驟完成本研究。蒐集資料確定研究方向擬定研究主題蒐集相關文獻資料統整資料機構動態模擬分析撰寫書面報告結論與建議完成設計成品圖一、研究架構圖貳正文一、何謂萬向接頭PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com萬向接頭之研究201.萬向接頭的定義：萬向接頭(universaljointcoupling)乃為球面四連桿組之應用，可用來連接兩個相交的軸又稱虎克接頭(Hookesjoint)或十字接頭(Crossjoint)，應用於兩軸的中心交於一點，主動軸以等角速度旋轉，從動軸作不等速度運動，且兩軸之角速比在cosacos1(為兩軸夾角)之間變化，且從動軸的角速度隨兩軸角度的偏差位置之大小而變更，偏差角度愈大，從動軸的角速度變化亦愈大，兩軸交角不得大於30°，以5°以下最理想。此種接頭常成對使用，即再原動軸與從動軸間加裝一副軸(或稱為中間軸)，其偏位角度需相等，如此可使原動軸與從動軸之角速度相等。(註一)這種接頭主要應用在長距離輸送動力時，可克服中心軸不亦對齊或在動力傳遞過程中，震動較大的地方。有時因為這種接頭搭配，可以使動力軸更有彈性，廣泛應用於機械工業，如汽車、曳引機等動力之傳輸線上，是不可或缺的一項元件。二、萬向接頭的種類01.十字軸式萬向接頭：十字軸式萬向接頭為汽車常用之不等速萬向接頭，結構簡單傳動效率高為其優點，允許兩軸的最大交角為1520，如圖二所示。(註二)圖二、十字軸萬向接頭02.雙聯式萬向接頭：雙聯式萬向接頭實際上是將一套雙十字萬向接頭連桿軸的長度縮短為最小，利用中間的球頭與球碗做聯結使主動軸與從動軸作等速運動，如圖三所示。(註二)PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com萬向接頭之研究3圖三、雙聯式萬向接頭03.球籠式等速萬向接頭：球籠式等速萬向接頭內的六個鋼珠球全部傳力，承載能力強，可在兩軸最大交角為42情況下傳遞扭矩，其結構簡單拆裝方便廣泛運用在汽車傳動軸，如圖四所示。(註二)圖四、球籠式萬向接頭三、萬向接頭分析設計參數本研究針對雙十字萬向接頭，並且對交角20與40作主動軸與從動軸的運動分析，應用電腦輔助設計軟體Pro/Engineer(註三)建立機構模型，並且應用MechanismSimulation模組進行測試做動態模擬，所得數據在用數學式加以驗證。01.DefineServoMotors：DrivenEntity：YokeMale與Bracket的軸Profile：Velocity（Constant）72deg/secPDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com