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磁性聯軸器特性之理論分析

聯軸器的設計,須具備反應快、速度變化小、效率高、軸向負載小及偏 向誤差小等這些特等,如圖 2-1-1 為市面上常見的聯軸器。

圖 2-1-1 為市面上的聯軸器[17]

傳統聯軸器種類繁多,其轉動中所使用的功能,可將聯軸器分為以下四 種:

1. 剛性聯軸器

此聯軸器適用於兩個對位相當準確的軸,軸與軸之間是剛性固定方式連 接傳遞,只要有任何偏位的情形,除了扭矩外,剪力、彎曲扭矩及軸向力也 一起產生並傳遞,如圖 2-1-2。

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圖 2-1-2 剛性聯軸器示意圖[16]

2. 彈性聯軸器

聯軸器上加上一個類似彈簧的東西,此聯軸器除扭矩的傳遞外,且具有 改變傳動系統動態特性的功能,如自然頻率及阻尼值。如果一個傳動裝置作 動時會產生嚴重的旋轉震動,當下如果有放上一個類似此聯軸器,便能避免 系統超載及破壞的情況,如圖 2-1-3。

圖 2-1-3 彈性聯軸器示意圖[16]

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3. 偏位補償式聯軸器

此聯軸器主要用於兩個對位不是相當好的軸對位,可容許一定的角向為 及徑向偏移。這種聯軸器的主要功能用於補償驅動軸與被動軸間對位情形不 是很理想的狀況下使用,如圖 2-1-4。

圖 2-1-4 偏位補償式聯軸器示意圖[16]

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4. 綜合式聯軸器

此聯軸器結合了補償偏位及調整系統動態特性的優點,是目前最為廣泛 的產品,聯軸器中間使用彈性材料之不同,可將偏位量造成彈性變形的形變 量,不但可以補償偏位的發生,也可以造成聯軸器兩半間彈性的效果,如圖 2-1-5。

圖 2-1-5 綜合式聯軸器示意圖[16]

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2.2 傳統的聯軸器缺陷

1.磨耗的問題

聯軸器連接免不了會有一些震動傳遞的問題產生,然而使用久了因過多 的相對震動而降低,如此一來產生相當的磨耗及壽命降低,並而影響動力傳 輸的穩定性與可靠性。

2.潤滑及密封特性問題

有磨耗問題就需要適當的潤滑以減低磨耗所帶來的影響,需要適當的密 封特性來阻止潤滑油洩漏,潤滑及密封特性對非接觸式的磁性聯軸器而言是 不需要的,如此一來可以減少設計上的困難,也可以使環境較為潔淨的現象。

3.軸向震動及平衡與徑向問題

徑向及軸向震動多數為偏位及聯軸器本身不平衡質量,引起系統的噪音 及震動,甚至嚴重影響到系統上的正常運作。

4.沒有過附載保護之功能

傳動過程中,若承受附載過大時,傳統的聯軸器本身無法意識到,只有 損壞時才發現到,解決的辦法只有更換聯軸器的方式解決。

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16 虛功原理(Principle of virtual work)及有限元素法,分析內、外環間傳輸扭 矩及磁力。傳輸扭矩可取內、外環相對應磁極間氣隙中之磁儲能對滑差角之

(Transmission Efficiency)定義為:

%

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第三章 實驗設備與方法

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