【正文】 制是由電磁線圈來進(jìn)行的，意即調(diào)整流經(jīng)電磁線圈之電流及可控制磁滯剎車器之扭力。磁滯剎車器之制動扭力大小與流經(jīng)電磁線圈之電流成線性關(guān)係，但電流之方向不會影響磁滯剎車器之運行。圖 3 14　磁滯剎車器之內(nèi)部構(gòu)造 磁滯剎車的原理　　磁滯剎車器，顧名思義即是利用磁滯特性來制動。其利用一直流電源產(chǎn)生一固定磁場，連接於從動軸之磁性磁滯環(huán)經(jīng)正反不同方向之磁場後(圖 315)其磁化曲線會經(jīng)過一週期，即形成一磁滯曲線，而磁滯曲線所包圍之面積會有磁滯熱能的損失，其損失會表現(xiàn)在磁性磁滯環(huán)上，而將從動軸之動能消耗。所以可以利用電流之大小來控制磁場強(qiáng)度，使磁滯曲線包圍不同大小之面積，來達(dá)到不同大小的制動力。19 / 38圖 315　磁滯剎車器運作示意圖 電流與扭力　　此項目將直流馬達(dá)以 432rpm 之固定轉(zhuǎn)速進(jìn)行量測。理想之電流扭矩圖應(yīng)呈線性關(guān)係，但由於人員測量、設(shè)備或環(huán)境之影響，皆會使實驗結(jié)果與理論值有所誤差。因為在測量磁滯煞車器之電流與扭力關(guān)係時，磁力齒輪所承受之制動力可用範(fàn)圍過小，故本實驗使用剛性軸來測量(圖 317)。表 3 6 電流扭矩測量數(shù)據(jù)輸入電流(A) 制動扭矩() 20 / 38圖 3 16　電流扭矩圖圖 3 17　剛性軸於磁滯煞車器扭力測量剛性軸21 / 38 振動測量裝置本實驗是以 PW700 振動噪音頻譜分析儀來進(jìn)行振動的量測 加速度規(guī)、頻譜分析儀　　圖 318 為加速度規(guī)，其放置接近於振動源以擷取振動訊號，並連接至頻譜分析儀。圖 319 為頻譜分析儀，將擷取之訊號，輸入至電腦，再由電腦做傅立葉變換得到所需之圖形。圖 3 18　加速度規(guī)圖 3 19　頻譜分析儀22 / 38第四章　實驗量測與分析　　本實驗所選用的轉(zhuǎn)速為 231 rpm、432 rpm，實驗規(guī)劃分為三部份，分別為從動軸無負(fù)載、從動軸有負(fù)載與外力敲擊，且為了讓實驗更有比較性，使剛性軸傳動裝置之驅(qū)動側(cè)與磁力齒輪傳動裝置之主動軸分別施加外力敲擊(圖 41圖 418)，使其更能明顯比較出之間的差異性。在比較圖與圖之差異時，必須注意縱軸之刻度值之差異?！　D 41 與 42 為從動軸無負(fù)載時個別的振動訊號圖，其轉(zhuǎn)速為 231rpm，從圖中可以觀察到，振動訊號在轉(zhuǎn)速頻率時，磁力齒輪能夠明顯的降低振動訊號。圖 4 1　磁力齒輪主動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 231 rpm 無負(fù)載)圖 4 2　磁力齒輪從動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 231 rpm 無負(fù)載)23 / 38　　圖 43 與圖 44 為從動軸負(fù)載為 時個別的振動訊號圖，其轉(zhuǎn)速亦為 231rpm，從圖中可以觀察到，因轉(zhuǎn)速與上一組相同，故減振效果亦發(fā)生在大約 的地方，又因於從動軸加一負(fù)載，導(dǎo)致振動訊號在主動軸與從動軸皆變大。圖 4 3　磁力齒輪主動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 231 rpm 負(fù)載 )圖 4 4　磁力齒輪從動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 231 rpm 負(fù)載 )24 / 38　　圖 45 與圖 46 從動軸無負(fù)載時個別的振動訊號圖，其轉(zhuǎn)速為 432rpm，從圖中可以觀察到，與上述情形相同，振動訊號在轉(zhuǎn)速頻率時，磁力齒輪能夠明顯的降低振動訊號。圖 4 5　磁力齒輪主動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 432 rpm 無負(fù)載)圖 4 6　磁力齒輪從動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 432 rpm 無負(fù)載)25 / 38　　圖 47 與圖 48 為從動軸負(fù)載為 時個別的振動訊號圖，其轉(zhuǎn)速亦為 432rpm，從圖中可以觀察到，因轉(zhuǎn)速與上一組相同，故減振效果亦發(fā)生在大約 的地方，又因於從動軸加一負(fù)載，導(dǎo)致其振動訊號在主動軸與從動軸皆變大。圖 4 7　磁力齒輪主動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 432 rpm 負(fù)載 )圖 4 8　磁力齒輪從動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 432 rpm 負(fù)載 )26 / 38　　圖 49 與圖 410 是將在驅(qū)動側(cè)與被驅(qū)動側(cè)之間連接一剛性軸的個別振動訊號圖，並施ㄧ外力敲擊，轉(zhuǎn)速為 231rpm，從圖中可觀察到，兩圖形在轉(zhuǎn)速頻率時之振動訊號差異並不大，反而被驅(qū)動側(cè)之振動訊號比驅(qū)動側(cè)大，是因為敲擊點較接近被驅(qū)動側(cè)。圖 4 9　剛性軸驅(qū)動側(cè)　(輸入轉(zhuǎn)速 231 rpm 予以敲擊)圖 4 10　剛性軸被驅(qū)動側(cè)　(輸入轉(zhuǎn)速 231 rpm )27 / 38　　圖 411 與圖 412 是磁力齒輪傳動系統(tǒng)之主動軸與從動軸的個別振動訊號圖，並於主動軸上施ㄧ外力敲擊，轉(zhuǎn)速為 231rpm，從圖中可觀察到，兩圖形不只在轉(zhuǎn)速頻率時之振動訊號差異大，在其他頻率也有極大之差異，由此可證實磁力齒輪有制振之效用。圖 4 11 　磁力齒輪主動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 231 rpm 予以敲擊)圖 4 12　磁力齒輪從動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 231 rpm )28 / 38　　圖 413 與圖 414 是將在驅(qū)動側(cè)與被驅(qū)動側(cè)之間連接一剛性軸的個別振動訊號圖，並施ㄧ外力敲擊，轉(zhuǎn)速為 423rpm，從圖中可觀察到，其結(jié)果與轉(zhuǎn)速為231rpm 時一樣，兩圖形在轉(zhuǎn)速頻率時之振動訊號差異並不大，反而被驅(qū)動側(cè)之振動訊號比驅(qū)動側(cè)大，是因為敲擊點較接近被驅(qū)動側(cè)。圖 4 13　剛性軸驅(qū)動側(cè)　(輸入轉(zhuǎn)速 432 rpm 予以敲擊)圖 4 14　剛性軸被驅(qū)動側(cè)　(輸入轉(zhuǎn)速 432 rpm )29 / 38　　圖 415 與圖 416 是磁力齒輪傳動系統(tǒng)之主動軸與從動軸的個別振動訊號圖，並於主動軸上施ㄧ外力敲擊，轉(zhuǎn)速為 432rpm，且加大了敲擊力道，故從圖中可觀察到，兩圖形不只在轉(zhuǎn)速頻率時之振動訊號差異比圖 41圖 412 更大，在其他頻率之差異亦加大，由此更明確的證實磁力齒輪制振之效用。圖 4 15　磁力齒輪主動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 432 rpm 予以敲擊)圖 4 16 磁力齒輪從動軸　(輸入轉(zhuǎn)速 432 rpm )30 / 38圖 4 17 外力敲擊剛性軸圖 4 18 外力敲擊磁力齒輪31 / 38第五章　結(jié)果與討論　　從第四章之實驗數(shù)據(jù)圖中可知，磁力齒輪傳動裝置之主動軸經(jīng)從動軸傳遞動力之後，主動軸之振動最大振幅皆得到明顯的降低，也就是得到隔振之效果，歸納其原因是磁力齒輪之剛性較一般接觸式齒輪小，剛性小，自然頻率就小，若測量頻率超過磁性齒輪之自然頻率，其振動訊號就會衰減。但在從動軸的某些頻率卻比主動軸高，會造成此結(jié)果的原因有很多，例如，在從動軸加一負(fù)載，以致於制動裝置之振動傳至從動軸；從動軸之某些零組件同心度不夠，以至於傳動裝置在運作時從動軸搖晃，若從動軸之穩(wěn)定程度與主動軸相等，實驗結(jié)果將會得到振幅漸減的情況。這些原因亦能透過傅立葉變換得知此裝置在哪某些頻率震動太大，而進(jìn)一步將之改善?！　膱D 410 至圖 416 是剛性軸傳動裝置與磁力齒輪傳動裝置分別施ㄧ外力敲擊之比較圖，從圖中可觀察到，在剛性軸傳動裝置之驅(qū)動側(cè)與被驅(qū)動側(cè)兩圖之差異相去不遠(yuǎn)，且在被驅(qū)動側(cè)有幾個頻率響應(yīng)，意即被驅(qū)動側(cè)的本身振動訊號，整體來看，就是驅(qū)動側(cè)被敲擊後的訊號在剛性軸的傳遞之下整個疊加上去。而磁力齒輪傳動裝置，在主動軸與從動軸兩圖有明顯的差異，在此就能夠觀察出磁力齒輪能夠有效制振?！　≡诓僮鞅緦嶒灥倪^程中，由於經(jīng)驗不足，尚有許多改進(jìn)空間。在頻譜的意義解讀上還需進(jìn)一步的探討，例如，於從動軸及主動軸高於主頻的某些倍頻響應(yīng)，分別代表哪些零組件之頻率，如知道這些倍頻響應(yīng)代表之意義，就能根據(jù)傅立葉變換圖形改善振動的問題。在硬體設(shè)施上須熟知各個零組件的頻率換算，軸承、齒輪皆有公式可計算，或是由傅立葉變換圖形之上推估某倍頻響應(yīng)是由哪個零組件所引起，假如有一八倍頻響應(yīng)訊號，就可假設(shè)此倍頻是磁力齒輪所引起，因為磁力齒輪之極數(shù)為八極，但對或錯則必須再進(jìn)一步的實驗驗證。32 / 38第六章 參考文獻(xiàn)1. 楊錦鋒， “磁滯剎車分析與設(shè)計” ，碩士論文，清華大學(xué)動力機(jī)械工程學(xué)系，2022。2. 宋震國， “無貫穿軸磁力連結(jié)式真空手臂研究” ，中山科學(xué)研究院委託業(yè)(學(xué))界研究計畫結(jié)案報告，清華大學(xué)動力機(jī)械工程學(xué)系，1999。3. 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