創意性機構設計（Ch1-Ch4） 第二組 組員:四技自控一甲4A012019 劉育師 四技自控一甲4A012035 陳晉軒 四技自控一甲4A012117 鄭智升 課程老師:瞿嘉駿

機構的計畫(把握機構的邏輯法則) 機械運動: 物體的空間位置隨時間的變化稱為機械運 動（mechanical motion)，機械運動是自然界中最簡 單、最基本的運動形態，在我們周圍，到處可以看到物 體在運動，汽車在公路上飛馳，江水在咆哮著奔向遠方， 鳥兒在飛翔，樹葉在搖動......連我們腳下的地球，也在 不停地自轉、公轉。

動力及動力形態: 動力學（Dynamics）是一門經典力學的分支， 主要研究運動的變化與造成這變化的各種因素， 換句話說，動力學主要研究的是力對於物體運動 的影響，運動學則是純粹描述物體的運動，完全 不考慮導致運動的因素，更仔細地說，動力學研 究，由於力的作用，物理系統怎樣隨著時間的演 進而改變，動力學的基礎定律是艾薩克·牛頓提出 的牛頓運動定律，對於任意物理系統，只要知道 其作用力的性質，引用牛頓運動定律，就可以研 究這作用力對於這物理系統的影響，

力:力是一種造成物體加速的影響，也可以感官體驗為一種推擠或拖拉，這會造成物體改變方向、改變速度、暫時性或永久性的形變，力會迫使改變物體的運動狀態，力是一個向量，具有大小和方向。 機械運動運用

牛頓運動定律 牛頓運動定律描述物體與力之間的關係，被譽為 是古典力學的基礎，這定律是英國物理泰斗艾薩 克·牛頓所提出的三條運動定律的總稱，其現代版 本通常這樣表述: 第一定律(又稱為慣性定律):存在某些參考系，在 其中，不受外力的物體都保持靜止或勻速直線運 動。 第二定律(又稱之為加速度定律):施加於物體的淨 外力等於此物體的質量與加速度的乘積。 第三定律(又名為作用力與反作用力定律):當兩個 物體互相作用時，彼此施加於對方的力，其大小 相等、方向相反。

電力 電力（英語：Electric power）:通常是指發 電機所產生的電能，流經電路。它的國際單位 為瓦特，當電流通過一個電路時，它能夠轉換 能量成機械能，或是發熱，運用電力的電器設 備的種類很多種，例如發熱（電熱器）、光 （燈泡）、動能（電動機）、聲音（揚聲器）、 或化學變化（電鍍），電力可以經由發電機產 生，或化學反應產生（電池），或是由太陽能 （太陽能電池），或是轉化為化學能儲存於蓄 電池。

在英文中的Electric power，也可以指電功率類似力學中的機械功率，使用P為符號，以W（瓦特）為單位。 直流電（Direct Current，簡稱DC）是指方向不 隨時間發生改變的電流，但電流大小可能不固定， 而產生波形，直流電的電荷在一個電路中沿著單 一方向流動，日常生活中，電池提供的電流就是 直流電。

交流電由發明家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla） 所最先研製，1888年，特斯拉獲得西屋公司 （Westinghouse）的企業家喬治·威斯汀豪斯 （George Westinghouse）的支持，展開為期6 年的交流電研製，再過了半年後，即替他研製的 「交流電發電機」取得專利，並在美國電機工程 師學會（American Institute of Electrical Engineers）邀請發表和示範講解「交流電」發 電的研究成果，而威廉·史坦雷設計出第一個有實 用價值的又有效的裝置去轉換交流電變壓器。

台灣電力公司電力系統流程圖

空壓 壓力越高，耗電越大。須考慮配管尺寸 大小及長度所造成之壓力降，加上使用 壓力 即為最下限之壓力。 列出各種機械之使用壓力，如使用壓力 相差太多時，則須購置不同壓力之空壓 機或使用增壓機，不可降低壓力使用， 增加電 費之出。

空壓機

油壓 油壓機械是通過流體能進行工作的設備 和工具，在重型設備中常見出現，在這 類設備中，液壓油通過液壓泵以很高的 壓力被傳送到設備中的執行機構，而液 壓泵由發動機或者電動馬達驅動，通過 操縱各種液壓控制閥控制液壓油以獲得 所需的壓力或者流量，各液壓元件則通 過液壓管道相連接。

汽車油壓系統

要素及要素組合(單純及確實為主) 汎用部品 連桿及曲柄:連桿機構是傳遞機械能的一 種裝置，通常是由剛體構件用轉動副、移 動副、球面副、球銷副、圓柱副或螺旋副 中的一種或幾種聯結而成的機械機構，因 為上述聯接副均屬於低副，連桿機構也稱 為低副機構，通過不同的設計與計算，連 桿機構可實現轉動、直線移動、往複運動 和平面或空間的複雜函數運動軌跡，連桿 機構設計包括軌跡實現、承載能力、結構 設計等問題，最基本的連桿機構是平面四 桿機構。

一般製圖的連桿

曲柄搖桿機構:兩連架桿中一個為曲柄一個為搖桿 的鉸鏈四桿機構。 雙曲柄機構:兩連架桿均為曲柄的鉸鏈四桿機構， 其特點是當主動曲柄連續等速轉動時，從動曲柄 一般做不等速轉動，在雙曲柄機構中，如果兩對 邊構件長度相等且平行，則成為平行四邊形機構， 這種機構的傳動特點是主動曲柄和從動曲柄均以 相同的角速度轉動，而連桿做平動。 雙搖桿機構:雙搖桿機構是兩連架桿均為搖桿的鉸 鏈四桿機構。

曲柄機構圖

齒輪(Gear) 是依靠齒的齧合傳遞扭矩的輪狀機械 零件，齒輪通過與其它齒狀機械零件（如另一齒 輪、齒條、蝸桿）傳動，可實現改變轉速與扭矩、 改變運動方向和改變運動形式等功能，由於傳動 效率高、傳動比準確、功率範圍大等優點，齒輪 機構在工業產品中廣泛應用，其設計與製造水平 直接影響到工業產品的品質， 「齒輪輪齒相互扣住齒輪會帶動另一個齒輪轉動 來傳送動力，將兩個齒輪分開，也可以應用鏈條、 履帶、皮帶來帶動兩邊的齒輪而傳送動力。」

齒輪圖

凸 輪 機 構                       簡 單 的 凸 輪 機 構（Cam mechanism）由 凸 輪、 從 動 件、以 及 機 架 等 三 個 部  份 組 成。凸 輪 （Cam）是 一 種 不 規 則 形 狀 的 機 件， 一 般 為 等 轉 速 的 輸 入件，可 經 由 直 接 接 觸 傳 遞 運 動 到 動 件，使 從 動 件 按 規 定 的 規 律 運 動， 並 分 別 以 凸 輪 對 和 旋 轉 對 與 從 動 件 和 機 架 附 隨；從 動 件 為 凸 輪 所 驅 動 的 被 動 件，一 般 為 產 生 不 等 速、不 連 續、不 規 則 運 動 的 輸 出 件，以 旋 轉 或 滑 行 對 和 機 架 附 隨；而 機 架 則 是 用 來 支 持 凸 輪 與 從 動 件 的 機 件。 與 連 桿 機 構 比 較，凸 輪 機 構 具 有 容 易 進 行 多 點 位 置 合 成、容 易 獲 得動 平 衡、以 及 可 佔 有 較 小 空 間 等 優 點，但 凸 輪 機 構 具 有 動 態 效 應 對 製 造誤 差 敏 感、製 造 成 本 高、以 及 表 面 磨 耗 問 題 等 缺 點。

在摩擦傳動機構中，有一類其速比可作某種程度 之調整，即稱為變速摩擦傳動機構，其種類有： （一）圓盤和滾子 （二）球面和圓柱 （三）伊氏圓錐摩擦輪 （四）空心圓盤和滾子

撓性傳動機構 在撓性機械元件,如皮帶,繩索,鏈條等,係用於較遠 距離的動力傳遞,當使用這些傳動元件時,常可取代 一群齒輪,軸,軸承或類似的傳動裝置.因此這些元 件可大為降低機器成本又由於這些元件具有彈性 又較長,故在吸收衝擊負荷及消除震動力的影響中 扮演重要的任務,雖然此類益處與驅動機械的壽命 同樣重要,但一般動力傳送機構均以降低成本為主 要選擇因素 常用於撓性傳動的撓性連接器,可分為下列三種: 1. 皮帶(BELT) 2.繩(Rope) 3.鏈(Chain)

螺旋機構的組成及特點　 (1)螺旋機構的組成螺旋機構由螺桿、螺母和機架 組成。通常它是將旋轉運動 轉換為直線運動。但 當導程角大於當量摩擦角時，它還可 ​​以將 直線運 動轉換為旋轉運動。 　　 (2)螺旋機構的特點主要優點：能獲得很多的減速 比和刀的增益；選擇合適的螺旋機構導程角，可 獲得機構的自鎖性。 主要缺點：效率較低，特別 是具有自鎖性的螺旋機構效率低於50％ 。 因此， 螺旋機構常用於起重機、壓力機以及功率不大的 進給系統和微調裝置中。 　　

計測及處理(選用適於整體系統性的) 在軌道運輸領域裡，列車本位指的就是由一 個中央控制機構，透過通訊與號誌等方法下 達運轉控制指令，來使列車運行的一種方法。 計算機構computing mechanism 記錄機構recording mechanism

變換及傳達(以適合從動部為條件) 直線運動:一個質點可以沿著直線或曲線運動， 而直線運動指的是物體僅在一方向上做一維 的運動，其運動可由任一時刻質點的位置、 速度、加速度來描述，常見的直線運動有水 平運動、自由落體、鉛直上拋與斜面運動， 等加速度直線運動，指的是物體僅在一方向 運動，且加速的大小及方向皆不改變， 當加速度為定值時，運動方程式，可直接積 分得到a、v、s和t的關係式，等加速度直線 運動的公式，物體的初始位置x0、初速度v0， 由t=0開始。

旋轉運動 旋轉在幾何和線性代數中是描述剛體圍繞一 個固定點的運動的在平面或空間中的變換， 旋轉不同於沒有固定點的平移，和翻轉變換 的形體的反射，旋轉和上面提及的變換是等 距的，它們保留在任何兩點之間的距離在變 換之後不變。

變速機構 我們先舉例來說，時速 10km/h 和 100km/h 之間的倍數相差十倍，若機車的減 速比一定，當時速 100km/h 時引擎轉數為 10000rpm，依一定減速比來算，時速 10km/h 時轉數即為 1000rpm，以這樣的數 據來推算，這輛車的起步加速一定非常遲鈍， 為了有效運用引擎的動力，工程師發明了調 節引擎轉數和後輪驅動力的變速機構。

可逆可以指 逆元素 可逆矩陣 熱力學中的可逆過程 化學中的可逆反應

複雜流體由可逆運動向非可逆運動轉變的原因 根據流體運動原理，當一個簡單的流體或顆粒懸 浮體體系被慢慢攪動、然後又不再被攪動時（可 以將這種情況想象為一罐蜂蜜中的一個湯匙）， 該體系的所有部分都應神奇地回到它們的出發點。 這是由運動的時間可逆方程造成的，至少對二維 流體來說是這樣的。但在更複雜的流體中，如在 三維的或被猛烈攪動的流體中，這種很脆弱的效 應被破壞掉了。現在，對一個慢慢剪切運動的固 體顆粒懸浮體系所做的一項研究，顯示了這一向 非可逆行為轉變現象背後所涉及的微觀過程。在 超過了一個依賴於濃度的張力極限之後，由於顆 粒之間的混沌碰撞，就會出現不可逆狀態。

點的複合運動 動點對運動物體的相對運動與運動物體上和 動點重合之點的牽連運動的合成運動。例如： 汽車對地球表面的運動是相對運動，地球繞 地心的轉動是牽連運動，兩者合成汽車對地 心的複合運動；滑塊相對搖桿滑動，而搖桿 又繞其端軸轉動，兩者合成滑塊的複合運動。 飛機甲和飛機乙都在對地面運動，飛機甲對 飛機乙的運動即是相對運動。

心得報告 　做完這一次的報告，學到很多以前沒有學到的 知識，也學到小組分工合作的重要性，書的內 容有些地方雖然有點深奧，但是經過三個人的 努力分工，還是把報告完成了，利用網路和課 本的結合學習，有效提升吸收知識的效率，不 讓課本裡的文字只是死的內容。

報告結束 謝謝大家