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title: 聯軸器
tags: [DIT 11th 教學 -- 新生教學]

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# 聯軸器
## 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。
* 保護傳動軸，避免過轉矩。

**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：

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:::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。
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<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>
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* 夾殼型：用夾殼與螺栓夾緊兩軸，同心度較低。
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<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>
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:::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。
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<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>
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* 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。
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<img src="https://i.imgur.com/qvJnbHj.jpg" style="width:300px;">
    <p style="font-size:14px">萬向接頭示意</p>
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:::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）。

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<img src="https://i.imgur.com/8bJHqhB.jpg" style="width:300px;">
    <p style="font-size:14px">扭力限制聯軸器示意</p>
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# 齒輪傳動
## 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，利用齒輪組合數的增減則可以自由變換迴轉軸之間的相對位置。

$\;\;\;\;\;\;\;$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
$\;\;\;\;\;\;\;$齒輪種類繁多，根據齒輪傳動軸性來區分可分為三類：平行軸、相交軸、交錯軸類型，這些類型可在依齒型往下分類：
* 平行軸齒輪：==正齒輪==、螺旋齒輪、內齒輪、==齒條==
* 相交軸齒輪：==直齒傘形齒輪==、彎齒傘型齒輪
* 交錯軸齒輪：交錯軸螺旋齒輪、==蝸輪蝸桿==


![](https://i.imgur.com/cK5nZPA.png)
平行軸齒輪示意

![](https://i.imgur.com/pETjRXO.png)

相交軸齒輪、交錯軸齒輪示意
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# 時規皮帶
## 概要
$\;\;\;\;\;\;\;$時規皮帶是一種透過==撓性傳動==(flexibledrive)傳遞動力的機械元件。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。

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<img src="https://i.imgur.com/UV36I5l.png">
    <p style="font-size:14px">同步帶示意圖</p>
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:::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。
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<img src="https://i.imgur.com/peeM2G2.jpg" style="width:300px;">
    <p style="font-size:14px">撓性傳動示意</p>
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## 分類
$\;\;\;\;\;\;\;$按照齒形進行分類，時規皮帶主要分為梯形齒和圓弧齒兩大類。與齒輪傳動相對應，梯形齒的帶輪齒形為漸開線，圓弧齒則對應圓弧齒形。

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<img src="http://i1.kknews.cc/t_Ht-QA1OC9umcnj2QLLLEC8nSHno4Y5N7oCp6xvN8c/0.jpg">
    <p style="font-size:14px">梯形齒(左)、圓弧齒(右)示意圖</p>
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