{%hackmd @HungPin/Dark %}

# 傳動零件
## <font color="#FFC300">聯軸器</font>

### 概要

- 聯軸器（coupling）是直接連結兩條軸來傳輸動力的裝置，使用於原動機和迴轉軸（馬達與軸相連）、迴轉軸與迴轉軸（軸與軸相連）的連接。

### 使用目的

- 連結二個個別製造的旋轉機器的軸（如馬達和其他機械），在需要更換或維修時可以脫開。
- 增加機械的**可撓性**，允許軸有小幅度的偏差。
- 提供扭力限制，保護傳動軸。

### 選擇方法

- 傳輸扭矩大小
- 迴轉軸的迴轉速度
- 連接軸直徑尺寸、固定方式
- 在聯軸器上作用的負荷種類

### 分類

聯軸器依使用目的不同，結構上也不同設計，主要分為三類：

:::success
:::spoiler 剛性聯軸器(點擊)

$\;\;\;\;\;\;\;$剛性聯軸器的好處是可以精確的傳遞扭矩，不過對於二個軸的==同心度要求非常高==，要求二個轉軸要在同一直線上。剛性聯軸器可分為以下幾類：
* 套筒型：聯軸器以軸套的方式連接二個軸。
<center>
<img src="https://i.imgur.com/VdZS7Ov.jpg" style="width:300px;">
<p style="font-size:14px">套筒型聯軸器示意</p>
</img>
</center>

* 夾殼型：用夾殼與螺栓夾緊兩軸，同心度較低。
<center>
<img src="https://i.imgur.com/5jKhRZy.jpg" style="width:300px;">
<p style="font-size:14px">夾殼型聯軸器示意</p>
</img>
</center>
:::
:::success
:::spoiler 撓性聯軸器(點擊)

$\;\;\;\;\;\;\;$撓性聯軸器允許在有軸向、徑向或角度偏差時傳遞力矩，舉例如下：
* 十字滑塊聯軸器：用於兩軸平行不共線的場合，由三個圓盤組成，在旋轉時，滑塊圓盤會有徑向的運動。
<center>
<img src="https://i.imgur.com/9PQRcXb.jpg" style="width:300px;">
<p style="font-size:14px">十字滑塊聯軸器示意</p>
</img>
</center>

* 萬向接頭：兩軸在任何角度下均可運作，不過兩軸不平行時當傳動軸等速旋轉，從動軸會有轉速變化。
<center>
<img src="https://i.imgur.com/qvJnbHj.jpg" style="width:300px;">
<p style="font-size:14px">萬向接頭示意</p>
</img>
</center>

* ==⚠️==注意萬向接頭[並非等速傳動](https://www.youtube.com/watch?v=LCMZz6YhbOQ)，可用兩組萬向接頭組合達到固定轉速
:::
:::success
:::spoiler 扭力限制聯軸器(點擊)

$\;\;\;\;\;\;\;$扭力限制聯軸器又稱安全離合器、安全聯軸器，==可以保護系統，避免出現過大的扭力==。當發生過載故障時（扭矩超過設定值），扭力限制器便會產生分離，從而==有效保護了驅動機械==（如電機、減速機、伺服馬達）。

<center>
<img src="https://rathicouplings.com/blog/wp-content/uploads/2019/10/RTPL-Torque-Limiter.png" style="width:300px;">
<p style="font-size:14px">扭力限制聯軸器示意</p>
</img>
</center>
:::

## <font color="#FFC300">齒輪傳動</font>

### 概要

- 齒輪為最常用的機械元件之一，之所以這般普及主要原因是不管是鐘錶齒輪，或大型輪船，齒輪都能確實傳遞動力。
- 經由不同齒數的組合，可以得到不同的==轉速比==；也可以透過齒輪組合的數目增減調整轉軸間的==相對位置==。
- 齒輪的傳動功率和速度適用範圍較廣，具有恆定的轉速比且傳動效率高，然而齒輪的**製造和安裝精度要求較高，價格昂貴**，精度低時震動與雜訊也較大，不宜用於軸間距離大的傳動。

### 分類

- 平行軸齒輪：正齒輪、齒條、螺旋齒輪、內齒輪
- 正齒輪(Spur Gears)
- 齒筋與軸心平行的圓筒齒輪
:::spoiler 齒筋
:::
- 因易於加工，使用最為廣泛
- 可調節運動速度和作用力大小，有時可改變運動方向
- 齒條(Racks)
- 與正齒輪咬合的直線條狀齒輪
- 可以看成是直徑無限大的正齒輪
- ==可轉換旋轉與直線運動==
- 內齒輪(Internal Gears)
- 與正齒輪箱咬合，在圓環內側切齒的齒輪
- 主要使用在行星齒輪傳動機構及齒輪聯軸器等應用上
- 人字齒輪(Herringbone Gears)
- 齒筋為左旋及右璇的兩個螺旋組合而成的齒輪
- 優點: 不產生軸向推力
- 螺旋齒輪(Helical Gears)
- 齒筋為螺旋線的圓筒齒輪
- 比正齒輪強度高、運轉平穩
- 缺點: 轉動時產生軸向推力
- 螺旋齒條(Helical Racks)
- 與螺旋齒輪箱咬合的條狀齒輪
- 相當於螺旋齒輪的節徑變成無限大情形
- 相交軸齒輪：直齒傘形齒輪、彎齒傘型齒輪
- 主要用來改變旋轉的方向或是速度與作用力
- 直齒傘形齒輪(Straight Bevel Gears)
- 齒筋與節錐的母線一致的傘型齒輪
- 在傘型齒輪中較容易製造，應用最廣
- 彎曲傘型齒輪(Spiral Bevel Gears)
- 齒筋為曲線，帶有螺旋角的傘型齒輪
- 製造難度較大
- 高強度、低噪音
- 交錯軸齒輪：交錯軸螺旋齒輪、蝸輪蝸桿
- 圓筒蝸輪組(Worm Gears)
- 圓筒蝸桿+蝸輪
- 運轉平靜
- 大轉速比
- 效率低
- 改變運動方向同時改變速度和作用力
- 交錯螺旋齒輪(Screw Gears)
- 可與螺旋齒輪或正齒輪搭配使用
- 運轉平穩
- 不適用於高負荷情形


平行軸齒輪示意


相交軸齒輪、交錯軸齒輪示意

## <font color="#FFC300">時規皮帶</font>

<center>
<img src = "https://www.iqsdirectory.com/articles/conveyor-belts/timing-belt/timing-belt-in-application.jpg" width = "500">

</center>

- 時規皮帶是一種透過撓性傳動(flexibledrive)傳遞動力的機械元件。

:::success
:::spoiler 撓性傳動(點擊)
$\;\;\;\;\;\;\;$當主動軸與從動軸距離過遠，無法使用直接接觸傳動時，必須藉助具有撓曲性之聯接物，利用拉力與摩擦力兩機件連動而傳達運動或功率的方法，稱為「撓性傳動」(flexibledrive)。

$\;\;\;\;\;\;\;$常用的撓性聯接物有皮帶、繩索及鏈條等。
<center>
<img src="https://i.imgur.com/peeM2G2.jpg" style="width:300px;">
<p style="font-size:14px">撓性傳動示意</p>
</img>
</center>
:::

- 當主動軸與從動軸**軸距較遠**，無法使用直接傳動時(如齒輪)則可使用同步帶。
- ==時規皮帶與**平帶**不同，平帶使用摩擦力與拉力傳遞，因此平帶與驅動輪間不可避免的會有相對運動，無法精確傳導。==
- **時規皮帶**由於工作面與齒輪相似，能與時規皮帶輪的齒槽做嚙合傳動，故時規皮帶與時規皮帶輪沒有相對滑動。
- ==時規皮帶的傳動效率高、轉速傳遞精確，且適合連結軸距較遠的主從動軸==，因此常被用於伺服機構中如**機械手臂，機器人底盤**等。

### 皮帶輪

- 依形狀可分為A型、B型、K型

<center>
<p float="left">
<img src="https://hackmd.io/_uploads/HkFxPJcpn.png" width="100" />
<img src="https://hackmd.io/_uploads/H1u7vJ9pn.png" width="200" />
<img src="https://hackmd.io/_uploads/SyINDJqTn.png" width="150" />
</p>

</center>

### 時規皮帶

- 常用的有2gt, 3gt, s3m

<center>
<img src="https://hackmd.io/_uploads/SylKd1qTh.png" width="500">
<img src="https://hackmd.io/_uploads/rJG2_Jc63.png" width = "500" >
</center>

### 皮帶漲緊方法

#### 惰輪(&槽)

- 使用惰輪
- 於皮帶==鬆弛==側
- 惰輪軸鎖孔可開槽型，以便調整皮帶張力
- 
- 

- 使用情況: 手臂、底盤

#### 槽狀馬達鎖孔
通常馬達會透過馬達架和螺絲固定在底盤上，為了能調整馬達轉軸及輪軸的距離，底盤鎖孔會設計成槽狀。

- ⚠️注意開槽位置: ==動馬達，不是動輪子==
- 會有鬆動問題
- 使用情況: 看空間配置