1、1-1 機件、機構、機械的定義1-2 機件的種類1-3 運動傳達方法1-4 運動對與運動鏈,第一章 概論,2,機件原理主要是介紹組成機械的機件之種類、用途，及相互間的關係與其原理的應用。在研究機件原理時，假設機件本身均為剛體(rigid body)。所謂剛體就是受外力而不改變形狀的物體，或稱為抗力體。如圖1-1所示，物體內A、B兩點的距離不因外力F作用而伸長、彎曲、扭轉或縮短。,第一章 概論,3,一、機件 機械中單獨的一件機械元件，稱為機件 (machine parts)。機件是構成機械的 基本元素，其種類繁多，如連桿、螺栓 、螺帽、鍵、銷，及齒輪等。,第一章 概論,機件、機構、機械的定義,4
2、,二、機構 三機件或四桿件含一固定機件(如第4頁說明)以上的機件組合體，當動其一機件必迫使其他 機件做預期的相對運動或限制運動者，稱為機構（mechanism）。如圖1-2所示車床中之變速機構、自動進刀，及車削螺絲機構等皆為機構。,第一章 概論,機件、機構、機械的定義,5,三、機械 一個以上機構的組合體，可接受外來的能，而 將能轉換為功，來做指定工作者稱為機械 （machine）。如內燃機、蒸汽機、發電機、車床、汽車等。 機械具備的條件如下： 1.由一個以上的機構組成。 2.機件間會產生一定的相對運動或限制運動。 3.可將接受的能轉變為輸出的功或其他效能。,第一章 概論,機件、機構、機械的定義
3、,6,機構、結構、機架之區別說明如下：機構：是機動學的研究範圍，研究機件間相互運 動的情形，或機件間運動的傳遞。如四連 桿機構。結構：根據結構力學、靜力學、材料力學決定機 構中每一部分所受力的狀況，來決定各機 件應有的大小和形狀。呆鏈就是屬於結構。機架：是固定機件。,第一章 概論,機件、機構、機械的定義,7,機件有許多的形狀及各種不同的功用，但歸納起來，基本機件可分為下列五種：1.固定機件：如圖1-2中之機架(座)、電動機馬 達之軸承座及汽車的底盤等。2.活動機件： (1)繞固定軸迴轉或擺動的機件。如軸連接器、 帶輪、鏈輪、摩擦輪、齒輪，及凸輪等。 (2)作直線運動的機件。如帶圈、繩圈、鏈圈，
4、 及滑動機件(如車床之尾座組及鉋床之溜座 對床軌之運動)。,第一章 概論,機件的種類,8,3.結合機件：如鉚釘、螺栓（釘）、鍵及銷 等。4.控制機件：如彈簧、制動器之來令片，及 調速器之機件等。5.流體機件：如管子、閥，及管接頭等。,第一章 概論,機件的種類,9,一、常用符號,第一章 概論,運動傳達方法,10,一、常用符號,第一章 概論,運動傳達方法,11,二、主動件、從動件 在一機構中，首先受到外界賦予之動力而最先 運動的機件，稱為主動件(driver)或原動件。 凡受主動件影響而產生運動的機件，稱為從動 件(follower)。如圖1-3所示。,第一章 概論,運動傳達方法,1-3,12,三
5、、運動傳達種類 1.直接接觸（direct contact）傳動 (1)滾動接觸：如圖1-4所示之摩擦輪。,第一章 概論,運動傳達方法,1-4,13,(2)滑動接觸：如車床床台上之床軌與刀具溜 座（床鞍）的接觸傳動，如圖 1-5。,第一章 概論,運動傳達方法,1-5-1,1-5-2,14,2.間接接觸(intermediate contact)傳動：主 動件與從動件間必須藉中間連接物來傳動。 (1)剛體連接物：如圖1-6所示曲柄滑塊機構之 連桿，能傳送推力及拉力。,第一章 概論,運動傳達方法,1-6,15,(2)撓性體連接物：只能傳送拉力，而不能傳送 推力。如圖1-7所示之皮帶、繩索，及鏈條等
6、。 (3)流體連接物：將流體限制於密閉容器中，可傳 送推力。如油壓、氣壓機構。,第一章 概論,運動傳達方法,16,3.非接觸(non-contact)傳動：主動件與從 動件間利用超距力來傳送動力或運 動者，如利用電磁作用的磁浮列車、電 磁離合器等。,第一章 概論,運動傳達方法,17,一、運動對兩機件經組合而互相接觸並產生一定之相對運動者，稱為運動對(kinematic pair)，或稱為對偶、副。運動對依維持接觸方法之不同，可分為自鎖對與力鎖對(不完全對)。自鎖對是不藉外力作用即能維持接觸者，如螺栓與螺帽的接觸。力鎖對則須藉著外力作用才能維持接觸，如車床床台上之床軌與床鞍(如圖1-5)須藉著重
7、力才能維持接觸。,第一章 概論,運動對與運動鏈,18,運動對的自由度：運動對(對偶)的自由度(degree of freedom)，是指運動對中一機件固定，而另一受約束機件之自由運動的空間，亦稱為可動度(mobility)。1.一個自由剛體未受任何約束，不論形狀為何 ，其自由度為6。即三個軸向(X、Y、Z軸)的 平移及三個軸向的旋轉。如圖1-8(a)所示。,第一章 概論,運動對與運動鏈,19,2.運動對受到彼此間的約束而喪失其中的一個或多個自由度。對偶的自由度最少為1，最多為5。如圖1-8(b)所示。3.螺旋對本身具有直線及迴轉之相對運動，但因直線運動受約束，故其自由度只有1。如圖1-8(c)
8、所示。,第一章 概論,運動對與運動鏈,1-8A,1-8B,1-8C,20,運動對依兩機件間接觸性質之不同，可分為低對與高對兩種。1.低對(lower pair)：兩機件係以面接觸者，稱為低對。低對又分為六種： (1)滑動對(sliding pair)：兩機件間作直線 滑動運動。如圖1-9所示。,第一章 概論,運動對與運動鏈,1-9,21,(2)迴轉對(turning pair)：兩機件間作迴轉運 動。如圖1-10所示。(3)螺旋對(screw pair)：兩機件間因迴轉而產 生直線運動，但其直線運動受到迴轉運動拘 束。如圖1-11所示。,第一章 概論,運動對與運動鏈,1-10,1-11,22,
9、(4)球面對（globular pair)：兩機件以球面 接觸，一件靜止，另一件作球面運動。如圖 1-12所示。(5)圓柱對（cylindrical pair)：兩機件間可 單獨作直線運動或迴轉運動，亦可二者同時 進行，且彼此沒有相互拘束或限制。如圖1- 13所示。,第一章 概論,運動對與運動鏈,1-12,1-13,23,(6)平面對（flat pair)：兩機件間以平面與平 面接觸，X軸或Y軸作直線運動，Z軸作迴轉 運動。如圖1-14所示。,第一章 概論,運動對與運動鏈,1-14,24,2.高對（higher pair）：兩機件以點或線接觸 者。如滾珠、滾柱、凸輪等。如圖1-15所示。,第一
10、章 概論,運動對與運動鏈,1-15,25,二、運動鏈運動鏈的種類依其運動性質可分為三種：1.呆鏈(locked chain)：呆鏈亦稱固定鏈，至少由三根連桿組成，各桿間無相對運動，僅能作整體運動。如圖1-16所示。,第一章 概論,運動對與運動鏈,26,2.拘束鏈(constrained chain)：至少由四連桿 所組成，其各連桿間有確切的相對運動。如 圖1-17所示。,第一章 概論,運動對與運動鏈,27,3.無拘束鏈（unconstrained chain）：凡連桿 組中，各連桿間的相對運動無法確定者均為無拘束鏈。圖1-18所示為五連桿組。無拘束鏈可固定多餘的連桿，使成為拘束鏈，以供應用。,
11、第一章 概論,運動對與運動鏈,28,設N表運動鏈的連桿數，P表對偶數，則運動鏈的種類可由下列公式判別之。1.若P3/2 N2時為呆鏈，又稱結構。其自由度為0。2.若P3/2 N2時為拘束運動鏈。其自由度為 1。3.若P3/2 N2時為無拘束運動鏈。其自由度大於1。,第一章 概論,運動對與運動鏈,29,使用以上之判別公式應注意事項如下：(1)以上公式未涵蓋平面機構中有雙自由度之運 動對者，如凸輪對、齒輪對等。(2)機架或固定機件之連桿數為1。不論在機構圖 中出現幾處，其連桿數都只算1件。,第一章 概論,運動對與運動鏈,30,(3) 連桿數N3，對偶數P2。(4) 連桿數N2，對偶數P1。(5) 連桿數N1，對偶數P0。 (6) 連桿數N2，對偶數P1。(7) 連桿數N4，對偶數P3。(8) 連桿數N2，對偶數P1。(9) 連桿數N5，對偶數P4。,第一章 概論,運動對與運動鏈,31,例題(1-1),第一章 概論,32,例題(1-2),第一章 概論,33,例題(1-3),第一章 概論,
