具外加負載

可調六連桿各調整狀態輸出桿所受外加扭矩如圖5.10 所示，六連桿的調整狀 態1、2 與 3，分別是在輸入桿 105.5°至 316°、118°至 322°與 139.5°至 327.5°時有 負載，極值依序為342.5N-m、350N-m 與 374N-m，皆為順時針方向。

針對外加扭矩於輸出桿的可調六連桿，以參考連桿組之質量性質作為設計變 數初猜值，對於不同權重配置的目標函數進行最佳化，各案例權重如下：

案例I：w1 = w2 = 0.5；wS1 = 1；wS2 = wS3 = 0 案例II：w1 = w2 = 0.5；wS2 = 1；wS1 = wS3 = 0 案例III：w1 = w2 = 0.5；wS3 = 1；wS1 = wS2 = 0 案例IV：w1 = w2 = 0.5；wS1 = wS2 = wS3 = ¹

3 案例V：w1 = 1；w2 = 0；wS1 = wS2 = wS3 = ¹

3 案例VI：w1 = 0；w2 = 1；wS1 = wS2 = wS3 = ¹

3

案例VII：w1 = 0.6；w2 = 0.4；wS1 = 0.5；wS2 = 0.1；wS3 = 0.4 案例VIII：w1 = 0.9；w2 = 0.1；wS1 = 0.1；wS2 = 0；wS3 = 0.9

圖5.10 可調六連桿各調整狀態之輸出桿外加扭矩

各案例之最佳化結果如表5.5 與表 5.6 所示，在所限定的設計變數範圍內，除案例

表5.6 具外加扭矩可調六連桿案例V 至 VIII 之最佳化設計變數

表5.7 具外加扭矩可調六連桿案例I 至 IV 之動力性能指標

指標 狀態 參考連桿 案例I 案例II 案例III 案例IV

21_rms

f

1 24.6934 12.8012(48.2) 12.4785(49.5) 12.1853(50.7) 12.5345(49.2) 2 19.6031 13.5635(30.8) 13.2055(32.6) 12.1248(38.1) 13.2765(32.3) 3 19.6102 16.0022(18.4) 15.5551(20.7) 13.9380(28.9) 15.6576(20.2)

41_rms

f

1 65.6871 64.4033(2.0) 64.0898(2.4) 62.6827(4.6) 64.1418(2.4) 2 67.9998 67.4225(0.8) 66.9776(1.5) 65.0025(4.4) 67.0689(1.4) 3 80.5799 80.1857(0.5) 79.5350(1.3) 76.7140(4.8) 79.6932(1.1)

61_rms

f

1 58.2414 58.1194(0.2) 58.0985(0.2) 58.0989(0.2) 58.0994(0.2) 2 60.2315 59.9027(0.5) 59.7846(0.7) 59.4139(1.4) 59.8154(0.7) 3 71.0199 70.4145(0.9) 70.1560(1.2) 69.2359(2.5) 70.2371(1.1)

sh_rms

F

1 15.8996 1.1198(93.0) 1.5305(90.4) 2.7423(82.8) 1.3952(91.2) 2 13.4845 1.2582(90.7) 1.6752(87.6) 3.0209(77.6) 1.5164(88.8) 3 12.7150 1.6482(87.0) 2.0686(83.7) 3.7915(70.2) 1.8541(85.4)

sh_rms

M

1 14.0319 2.7484(80.4) 4.4310(68.4) 8.7364(37.7) 3.9697(71.7) 2 9.1391 2.2905(74.9) 3.5529(61.1) 6.7589(26.0) 3.1369(65.7) 3 7.7973 2.4338(68.8) 3.3857(56.6) 6.0713(22.1) 2.9590(62.1)

fr_rms

F

1 15.8996 1.1198(93.0) 1.5305(90.4) 2.7423(82.8) 1.3952(91.2) 2 13.4845 1.2582(90.7) 1.6752(87.6) 3.0209(77.6) 1.5164(88.8) 3 12.7150 1.6482(87.0) 2.0686(83.7) 3.7915(70.2) 1.8541(85.4)

fr_rms

M

1 53.1264 49.1157(7.5) 48.5921(8.5) 47.2072(11.1) 48.6480(8.4) 2 54.0244 50.3243(6.8) 49.9650(7.5) 48.7646(9.7) 49.9817(7.5) 3 56.8501 52.7051(7.3) 52.4708(7.7) 51.4773(9.5) 52.4604(7.7)

D_rms

T

1 12.0536 10.6407(11.7) 10.3961(13.8) 9.5636(20.7) 10.4126(13.6) 2 10.9700 11.3144(-3.1) 11.0899(-1.1) 10.1508(7.5) 11.1055(-1.2) 3 12.2887 12.8236(-4.4) 12.5529(-2.1) 11.4590(6.8) 12.5892(-2.4) ( )內為相較於參考連桿組之改善百分比

表5.8 具外加扭矩可調六連桿案例V 至 VIII 之動力性能指標

指標 狀態 參考連桿 案例V 案例VI 案例VII 案例VIII

21_rms

f

1 24.6934 12.3631(49.9) 13.7983(44.1) 12.5419(49.2) 12.3202(50.1) 2 19.6031 12.9943(33.7) 14.0419(28.4) 13.2747(32.3) 12.0628(38.5) 3 19.6102 15.2162(22.4) 15.9457(18.7) 15.6408(20.2) 13.6755(30.3)

41_rms

f

1 65.6871 63.7797(2.9) 64.5974(1.7) 64.1275(2.4) 62.3037(5.2) 2 67.9998 66.5702(2.1) 67.5648(0.6) 67.0462(1.4) 64.4302(5.2) 3 80.5799 78.9484(2.0) 80.2429(0.4) 79.6503(1.2) 75.7947(5.9)

61_rms

f

1 58.2414 58.0756(0.3) 58.1719(0.1) 58.0934(0.3) 58.0922(0.3) 2 60.2315 59.7138(0.9) 59.8975(0.6) 59.8057(0.7) 59.3220(1.5) 3 71.0199 70.0013(1.4) 70.2915(1.0) 70.2176(1.1) 68.9873(2.9)

sh_rms

F

1 15.8996 1.6050(89.9) 8.2067(48.4) 1.3844(91.3) 2.6373(83.4) 2 13.4845 1.7074(87.3) 8.1965(39.2) 1.5031(88.9) 2.8798(78.6) 3 12.7150 2.0150(84.2) 8.3918(34.0) 1.8353(85.6) 3.5511(72.1)

sh_rms

M

1 14.0319 4.9478(64.7) 4.1730(70.3) 3.9068(72.2) 9.5684(31.8) 2 9.1391 3.9575(56.7) 3.6876(59.6) 3.1053(66.0) 7.5370(17.5) 3 7.7973 3.6934(52.6) 4.2430(45.6) 2.9561(62.1) 6.8337(12.4)

fr_rms

F

1 15.8996 1.6050(89.9) 8.2067(48.4) 1.3844(91.3) 2.6373(83.4) 2 13.4845 1.7074(87.3) 8.1965(39.2) 1.5031(88.9) 2.8798(78.6) 3 12.7150 2.0150(84.2) 8.3918(34.0) 1.8353(85.6) 3.5511(72.1)

fr_rms

M

1 53.1264 48.3276(9.0) 47.7738(10.1) 48.6712(8.4) 46.9206(11.7) 2 54.0244 49.6568(8.1) 49.0252(9.3) 49.9926(7.5) 48.3074(10.6) 3 56.8501 52.1078(8.3) 51.4765(9.5) 52.4563(7.7) 50.8977(10.5)

D_rms

T

1 12.0536 10.2407(15.0) 10.4936(12.9) 10.4124(13.6) 9.5042(21.2) 2 10.9700 10.8838(0.8) 11.2250(-2.3) 11.0965(-1.2) 9.9628(9.2) 3 12.2887 12.2711(0.1) 12.7446(-3.7) 12.5676(-2.3) 11.2070(8.8) ( )內為相較於參考連桿組之改善百分比

比較性能權重不同的案例IV 至 VI，案例 V 不但利於軸承力與可調樞軸力，

驅動扭矩亦較佳，僅考慮驅動扭矩的案例VI，只利於機架合力矩，驅動扭矩的均 方根值反而較差。透過性能權重與狀態權重的搭配，可獲得更合適的改善效果，

與各動力指標權衡改善的案例IV 相比，案例 VII 大部分的指標皆略為降低，另外，

案例VIII 除搖撼力矩較差與搖撼力、機架合力改善效果稍微降低外，其餘指標大 多有最佳的改善效果。

參考連桿組與案例I 至 IV 於調整狀態 1 至 3 之各動力性能曲線如圖 5.11 至圖 5.13 所示，其中，可調樞軸力、輸出軸軸承力與機架合力矩的曲線分佈，明顯受 到外加扭矩影響，尤其是輸出軸軸承力，各案例皆與參考連桿組差異不大。部分 的動力特性相較於參考連桿組，均方根下降，但最大值略為增加，例如案例I、II、

IV 於調整狀態 3 的輸入軸軸承力，以及案例 III 於調整狀態 3 的搖撼力矩等。

案例IV 至 VIII 於調整狀態 1 至 3 之各動力性能曲線如圖 5.14 至圖 5.16 所示，

其中，可調樞軸力、輸出軸軸承力與機架合力矩的曲線分佈，同樣明顯受到外加 扭矩影響。比較案例IV、V、VI 的曲線，除案例 VI 的輸入軸軸承力、搖撼力、機 架合力外明顯較差外，其餘動力性能曲線未有太大差異。案例IV 與 VII 各動力性 能曲線差異甚小，幾乎重疊。案例VIII 與案例 IV 至 VII 相比，輸入軸軸承力、可 調樞軸力、驅動扭矩與機架合力矩皆為最佳，最大值也獲得改善，輸出軸軸承力 曲線較無差異，而搖撼力與機架合力較差，搖撼力矩為最差。

(a) 無因次輸入軸軸承力 (b) 無因次可調樞軸力

(c) 無因次輸出軸軸承力 (d) 無因次驅動扭矩

(e) 無因次搖撼力 (f) 無因次搖撼力矩

(g) 無因次機架合力 (h) 無因次機架合力矩

圖5.11 六連桿參考組與案例 I 至 IV 調整狀態 1 之各動力性能曲線

(a) 無因次輸入軸軸承力 (b) 無因次可調樞軸力

(c) 無因次輸出軸軸承力 (d) 無因次驅動扭矩

(e) 無因次搖撼力 (f) 無因次搖撼力矩

(g) 無因次機架合力 (h) 無因次機架合力矩

圖5.12 六連桿參考組與案例 I 至 IV 調整狀態 2 之各動力性能曲線

(a) 無因次輸入軸軸承力 (b) 無因次可調樞軸力

(c) 無因次輸出軸軸承力 (d) 無因次驅動扭矩

(e) 無因次搖撼力 (f) 無因次搖撼力矩

(g) 無因次機架合力 (h) 無因次機架合力矩

圖5.13 六連桿參考組與案例 I 至 IV 調整狀態 3 之各動力性能曲線

(a) 無因次輸入軸軸承力 (b) 無因次可調樞軸力

(c) 無因次輸出軸軸承力 (d) 無因次驅動扭矩

(e) 無因次搖撼力 (f) 無因次搖撼力矩

(g) 無因次機架合力 (h) 無因次機架合力矩

圖5.14 六連桿案例 IV 至 VIII 調整狀態 1 之各動力性能曲線

(a) 無因次輸入軸軸承力 (b) 無因次可調樞軸力

(c) 無因次輸出軸軸承力 (d) 無因次驅動扭矩

(e) 無因次搖撼力 (f) 無因次搖撼力矩

(g) 無因次機架合力 (h) 無因次機架合力矩

圖5.15 六連桿案例 IV 至 VIII 調整狀態 2 之各動力性能曲線

(a) 無因次輸入軸軸承力 (b) 無因次可調樞軸力

(c) 無因次輸出軸軸承力 (d) 無因次驅動扭矩

(e) 無因次搖撼力 (f) 無因次搖撼力矩

(g) 無因次機架合力 (h) 無因次機架合力矩

圖5.16 六連桿案例 IV 至 VIII 調整狀態 3 之各動力性能曲線