【文章內(nèi)容簡介】 .....................27圖 4 12　磁力齒輪從動(dòng)軸　 (輸入轉(zhuǎn)速 231 RPM ) .............................................................................27圖 4 13　剛性軸驅(qū)動(dòng)側(cè)　 (輸入轉(zhuǎn)速 432 RPM 予以敲擊) .................................................................28圖 4 14　剛性軸被驅(qū)動(dòng)側(cè)　 (輸入轉(zhuǎn)速 432 RPM ) .............................................................................28圖 4 15　磁力齒輪主動(dòng)軸　 (輸入轉(zhuǎn)速 432 RPM 予以敲擊) .............................................................29圖 4 16 磁力齒輪從動(dòng)軸　 (輸入轉(zhuǎn)速 432 RPM ) ................................................................................29圖 4 17 外力敲擊剛性軸 ....................................................................................................................30圖 4 18 外力敲擊磁力齒輪 ................................................................................................................30V / 38表目錄表 3 1　 直流馬達(dá)規(guī)格 ..........................................................................................................................14表 3 2 PWM 振幅的相關(guān)參數(shù) .............................................................................................................15表 3 3 扭矩傳感器規(guī)格 .......................................................................................................................16表 3 4 扭力計(jì)顯示器規(guī)格 ...................................................................................................................16表 3 5 磁滯剎車器規(guī)格 .......................................................................................................................17表 3 6 電流 扭矩測量數(shù)據(jù) ...................................................................................................................191 / 38第一章 緒論 研究背景　　隨著時(shí)代的進(jìn)步，人類的生活品質(zhì)提高，物質(zhì)需求的品質(zhì)也提高，包含食、衣、住、行、育、樂。所以在產(chǎn)品的加工上也要求的更精密、交通工具更舒適、居住環(huán)境更安靜，然而要解決以上問題最有直接關(guān)係的就是振動(dòng)了，所以「避振」一詞就應(yīng)運(yùn)而生，我們知道，如果振動(dòng)越大，噪音就越大、產(chǎn)品精密度就不好掌控、行車就不舒適?！　∪祟愂锹斆鞯膭?dòng)物，遇到問題就會(huì)想辦法解決，也會(huì)針對(duì)問題對(duì)癥下藥，找到振動(dòng)的來源進(jìn)而對(duì)其解決，因此發(fā)明了許多產(chǎn)品來避振：a. 氣壓缸避振器： 多用於前叉緩衝裝置，裡面有高壓氣體，利用壓縮氣體的壓力高於活塞另一端的壓力，來達(dá)到避振的目的。b. 液壓缸避振器： 多用於汽車之減振筒，有單筒或複筒兩種，裡面除了有油，還有不等比例之氣體，現(xiàn)今市面上所用的氣體大多為高壓的氮?dú)狻?（因?yàn)橛蛪焊妆容^被廣泛使用，所以大多直接稱為油壓缸。 ） c. 磁性聯(lián)軸器：　　 一般聯(lián)軸器因主動(dòng)軸與從動(dòng)軸互相接觸，故電機(jī)或主動(dòng)體因運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動(dòng)和磨損無法避免，而磁性聯(lián)軸器因主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間留有間隙，而能有效降低因輸入軸運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動(dòng)傳至輸出軸。 d. 磁力軸承：　　 它是利用磁力使轉(zhuǎn)軸不產(chǎn)生機(jī)械摩擦，且不用任何潤滑地懸浮在空間中的非接觸軸承，因非接觸，亦可改善振動(dòng)所造成的噪音的問題。最早應(yīng)用磁力軸承的國家是法國在 1972 年將它用於衛(wèi)星導(dǎo)航器飛輪支承上，至今已有將磁力軸承應(yīng)用在自行車上了，使用性可以說非常的廣。 e. 磁力齒輪：　　兩齒輪間留有空隙，以非接觸的方式來達(dá)到傳動(dòng)的目的，可以有效的改善摩擦與振動(dòng)問題。因?yàn)橐话泯X輪在傳動(dòng)時(shí)會(huì)因摩擦而產(chǎn)生粉塵，不適合用在無塵環(huán)境，而磁力齒輪之特性可符合需求(LCD 與 PDP 皆須在高度乾淨(jìng)之環(huán)境下2 / 38製造)。 文獻(xiàn)回顧　　陳武立(1999) 研究軸心偏位對(duì)磁性聯(lián)軸器傳動(dòng)性能之影響裡提到，為了瞭解磁性連軸器高頻制振的效果，首先以一個(gè)機(jī)械式聯(lián)軸器連接驅(qū)動(dòng)軸與被驅(qū)動(dòng)軸，並量測與分析其定速旋轉(zhuǎn)與穩(wěn)態(tài)時(shí)，所產(chǎn)生的扭力振動(dòng)訊號(hào)。其後再將機(jī)械式聯(lián)軸器換成磁性聯(lián)軸器，亦擷取其定速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)時(shí)之扭力振動(dòng)訊號(hào)。比較兩組訊號(hào)可以知道不同聯(lián)軸器在傳動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)訊號(hào)在傳遞上有明顯的差異，且答案是肯定的?！　↑S正棋(2022) 研究磁性行星齒輪系之設(shè)計(jì)與特性分析提出，一新型態(tài)之磁性行星齒輪系，透過非接觸之磁耦合力，以改善傳統(tǒng)機(jī)械式行星齒輪系之高磨耗、體積大、易過熱、及使用壽命短等缺點(diǎn)，且其具有多重磁耦合區(qū)，可提高拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，並兼具高轉(zhuǎn)矩密度、及小體積下高減速比等優(yōu)點(diǎn)?！　≈x浚泉(1996) 研究徑向磁耦合的物性模擬及垂直式磁性齒輪的物性提到，垂直式磁性齒輪的扭力是經(jīng)由徑向磁性耦合所提供的，由實(shí)驗(yàn)得到不同極數(shù)下的扭力值，並發(fā)現(xiàn)對(duì)於半徑 20mm、間距 2mm 的兩個(gè)磁性齒輪而言，最大扭力發(fā)生在 6 極與 16 極之間。磁性齒輪的扭力會(huì)隨著彼此間距離的增加而降低。對(duì)於具有相同磁場強(qiáng)度、但不同極數(shù)的磁性耦合而言：在磁性齒輪的間距小於臨界間距時(shí)，扭力值與極數(shù)成正比；但磁性齒輪的間距大於臨界間距時(shí)，扭力值與極數(shù)成反比。其實(shí)驗(yàn)使用燒結(jié) NdFeB 磁鐵，所得的臨界間距為約 10㎜。 研究主題　　本研究之目的是基於磁力傳動(dòng)屬於非接觸傳動(dòng)，故能有效的減少因振動(dòng)所產(chǎn)生的負(fù)面影響，進(jìn)而欲使用電腦軟體分析磁力傳動(dòng)裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)之振動(dòng)，並經(jīng)由分析來了解到各種形況影響下所產(chǎn)生之振動(dòng)之意義。除此之外，並藉由研究此題目進(jìn)而涉獵平常上課接觸機(jī)會(huì)較少之知識(shí)或相關(guān)儀器設(shè)備，以擴(kuò)展科學(xué)眼界?！　∫辣狙芯恐黝}，首先必須先了解振動(dòng)學(xué)的基本常識(shí)―週期、頻率、位移振幅與自然頻率等。其次，就是對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備之瞭解與其應(yīng)用原理之探討，可分為以下幾項(xiàng)介紹：a. 磁力齒輪：　　在本實(shí)驗(yàn)裝置中扮演傳動(dòng)的角色，並探究其傳動(dòng)原理，以便遇到3 / 38問題時(shí)知道從何處下手解決。b. 直流馬達(dá)：　　有動(dòng)力才可談傳動(dòng)，直流馬達(dá)即是本實(shí)驗(yàn)之動(dòng)力來源，是以電流控制之脈寬調(diào)變(PWM)來調(diào)整直流馬達(dá)之轉(zhuǎn)速。c. 扭力量測裝置：　　本實(shí)驗(yàn)使用扭力傳感器並藉 UMV2022 軟體來擷取傳動(dòng)裝置之扭矩、轉(zhuǎn)速之?dāng)?shù)據(jù)。d. 磁滯剎車器：　　本實(shí)驗(yàn)將給予傳動(dòng)裝置一外加阻力作為負(fù)荷，磁滯剎車器即是施予一制動(dòng)力之裝置，其應(yīng)用原理將從磁滯現(xiàn)象著手，再基於此現(xiàn)象得知其工作原理。e. 振動(dòng)之量測裝置：　　為了完成本研究之主題，振動(dòng)量測之裝置當(dāng)然是必備的，使用PW700 振動(dòng)噪音頻譜分析儀進(jìn)行量測，並經(jīng)過電腦快速傅立葉變換(FFT)，使原本測量出為時(shí)間領(lǐng)域之資料，轉(zhuǎn)換為頻率領(lǐng)域容易計(jì)算與理解的資料。4 / 38第二章　基本原理 本章將介紹在往後實(shí)驗(yàn)會(huì)使用的基本原理，首先介紹磁滯現(xiàn)象，接著探討磁力傳動(dòng)原理、與振動(dòng)量測時(shí)所會(huì)用到的參數(shù)。 磁滯現(xiàn)象圖 2 1　磁滯曲線　　先了解什麼是磁滯曲線，在介紹磁滯曲線時(shí)可以一同解釋磁滯現(xiàn)象。將一鐵磁性物質(zhì)置於一外加磁場下，使其外加磁場由零逐漸增強(qiáng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵磁性物質(zhì)之感應(yīng)磁場亦隨之增強(qiáng)，當(dāng)外加磁場增加到某一程度，外加磁場強(qiáng)度Ｈ再怎麼增加，感應(yīng)磁場強(qiáng)度Ｍ也不會(huì)再增大，這就達(dá)到了所謂的飽和（Ｃ點(diǎn)） 。再將外加磁場逐漸減小，鐵磁性物質(zhì)之感應(yīng)磁場亦會(huì)隨之減小，但速度變慢，不會(huì)沿著原曲線（ＣＢＡ）返回，亦即此過程是不可逆的。當(dāng)外加磁場降為零，而鐵磁性物質(zhì)能保有磁性，這就是所謂的磁滯現(xiàn)象，再持續(xù)的把外加磁場朝反方向增加，也可以說是去磁作用，要將感應(yīng)磁場降為零，就至少需將反向的外加磁場增加至Ｅ點(diǎn)，而此Ｅ點(diǎn)的Ｈ值就稱為物質(zhì)之抗磁力或矯頑磁力（coercivity， Hc），或稱之為抗磁場強(qiáng)度（coercive field intensity）。相同於正向外加磁場，將反向外加磁場逐漸增大至飽和Ｆ點(diǎn)，再減小反向外加磁場至零（Ｇ點(diǎn)），鐵磁性物質(zhì)仍會(huì)因磁滯現(xiàn)象而保有磁性，且方向是負(fù)的。持續(xù)通以正向磁場，曲線會(huì)沿著ＧＣ發(fā)展，而其所圍成的曲線就是所謂的磁滯曲線，所圍成的面積就是曲線經(jīng)過每一循環(huán)所產(chǎn)生的磁滯熱能損失。Ｈ：外加磁場強(qiáng)度Ｍ：感應(yīng)磁場強(qiáng)度5 / 38 磁力傳動(dòng)原理 　　磁力傳動(dòng)，顧名思義就是以兩磁極的相斥或相吸來傳遞力矩，以達(dá)到傳動(dòng)的目的，其特色