間歇機構泛用於自動化生產設備中送料、裝配、定位與分度等間歇時序控制，本研究為針對一種共軛式齒凸輪間歇機構，建立系統性設計與分析程序。
共軛式齒凸輪間歇機構之輸出，即太陽齒輪之運動，為一間歇運動，即在每一操作週期具有暫停之功能。太陽齒輪之間歇運動輸出，是由輸入桿行星架之等角速度轉動，與耦桿行星齒輪受凸輪輪廓影響而產生之變角速度轉動，兩者運動效應共同驅動而成。
本研究建立之完整設計與分析程序包含：運用有理式B仿線合成間歇輸出運動曲線，並配合優化方法ALM法之應用，探討針對使用需求，搜尋對應適用曲線。其次，進行機構運動分析並求取共軛凸輪輪廓與相關幾何特性分析，接續，進行機構剛體動力分析。最後，應用本研究建立之程序，導入軋盒機間歇輸紙系統實例，針對其需求進行共軛式齒凸輪間歇機構之設計與分析，驗證所建立之方法與程序。本文研究成果已應用於產業中，並有良好之成效。

Intermittent Mechanisms are widely used in automation equipment, including delivery, assembly, and indexing systems. The aim of this research is to set up a systematic design and analysis procedure of a conjugate intermittent gear cam mechanism.
The output of a conjugate intermittent gear cam mechanism is the intermittent motion of sun gear, which has a dwell function in a working period. The intermittent of sun gear is the combination of carrier constant rotation and planet gear variable rotation that is influenced by the conjugate cam profiles.
This research first is to set up the design and analysis procedure including applications of rational B-splines to synthesis of output intermittent motion curve and the ALM optimization method for motion tuning to meet specific demands. Secondly, for kinematic analysis, the rigid body transformation methos is used to determinate the conjugate cam profiles so that the geometric analysis can be performed. Then, the rigid body dynamic behavior of the mechanism is analyzed. Finally, to verify the usefulness and effectiveness of the developed procedure, it is conducted to design and analyze a real paper conveyor system of a die cutting and creasing machine. The research results obtained in this study have been applied in the industry due to its validation.

目 錄
謝誌 I
目錄 II
圖目錄 IV
表目錄 VI
中文摘要 VII
英文摘要 VIII

第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 共軛式齒凸輪間歇機構 2
1-3 文獻回顧 4
1-4 研究目的與研究方法 5
1-5 論文架構 8

第二章 間歇運動曲線合成 9
2-1 共軛式齒凸輪間歇機構特性 9
2-2 間歇運動曲線合成 9
2-3 有理式B仿線間歇運動曲線合成 13
2-4 有理式B仿線權重序之優化調整 20

第三章 間歇機構運動分析與共軛凸輪輪廓求取 32
3-1 間歇機構運動分析 32
3-2 剛體轉置法介紹 33
3-3 共軛凸輪輪廓求取 37
3-3-1 後導凸輪輪廓求取 39
3-3-2 前置凸輪輪廓求取 42
3-4 共軛凸輪幾何分析 45
3-4-1 曲率半徑分析 45
3-4-2 壓力角分析 46

第四章 間歇機構動力分析 48
4-1 共軛式齒凸輪間歇機構動力特性 48
4-2 間歇機構質心運動分析 49
4-2-1 行星架質心運動分析 49
4-2-2 行星齒輪搖臂塊質心運動分析 50
4-2-3 太陽齒輪質心運動分析 52
4-3 間歇機構動力分析 53
4-3-1 行星架平面剛體動力分析 53
4-3-2 行星齒輪搖臂塊平面剛體動力分析 55
4-3-3 太陽齒輪平面剛體動力分析 57
4-3-4 未知力與未知力矩求取 59
4-3-5 凸輪滾子間接觸應力分析 62

第五章 設計實例與驗證 64
5-1 設計實例介紹 64
5-2 實例設計與分析 65
5-2-1 實例間歇運動曲線合成 65
5-2-2 實例間歇機構運動分析與共軛凸輪輪廓求取 67
5-2-3 實例間歇機構動力分析 72

第六章 結論 80

參考文獻 82


圖目錄
圖1.1 常用之間歇機構 1
圖1.2 齒凸輪變速機構示意 2
圖1.3 齒凸輪變速機構機構簡圖 3
圖1.4 槽式齒凸輪間歇機構 6
圖1.5 共軛式齒凸輪間歇機構設計與分析流程圖 7
圖2.1 三種從動件運動型態 (a) DRD, (b) DRRD, (c) RRR 9
圖2.2 無因次化DRD運動曲線示意 10
圖2.3 太陽齒輪間歇輸出運動曲線示意 11
圖2.4 DRD運動曲線合成流程圖 16
圖2.5 範例一無因次化運動曲線隨階數之變化 22
圖2.6 範例二無因次化運動曲線隨階數之變化 23
圖2.7 RBS661與MS之無因次曲線比較 25
圖2.8 RBS881與MS之無因次曲線比較 27
圖2.9 RBS882與MS之無因次曲線比較 28
圖2.10 RBS882之無因次化急跳度曲線 29
圖2.11 RBS883與MS之無因次曲線比較 29
圖2.12 RBS883與RBS661之無因次曲線比較 30
圖3.1 剛體轉置法求取凸輪輪廓示意 33
圖3.2 凸輪與滾子從動件接觸示意 34
圖3.3 剛體轉置法範例示意 35
圖3.4 節曲線與凸輪輪廓示意 37
圖3.5 齒凸輪機構座標系與幾何 (a)前視圖 (b)後視圖 38
圖3.6 齒凸輪機構座標系與參數定義 39
圖3.7 機構作動向量示意 40
圖4.1 行星架質心運動分析示意 50
圖4.2 行星齒輪搖臂塊質心運動分析示意 51
圖4.3 太陽齒輪質心運動分析示意 52
圖4.4 行星架自由體圖 54
圖4.5 行星齒輪搖臂塊自由體圖 55
圖4.6 太陽齒輪自由體圖 58
圖4.7 兩圓柱間之接觸應力分佈示意 62
圖5.1 平盤式軋盒機示意 64
圖5.2 RBS662、RBS884曲線與無因次化MS曲線之比較 67
圖5.3 一般化RBS662曲線與一般化MS曲線 69
圖5.4 對應RBS662曲線與MS曲線之行星齒輪運動曲線 69
圖5.5 對應RBS662曲線與MS曲線之共軛凸輪輪廓 70
圖5.6 對應RBS662曲線與MS曲線之曲率半徑 71
圖5.7 對應RBS662曲線與MS曲線之壓力角 71
圖5.8 對應RBS662曲線與MS曲線之輸出扭矩 72
圖5.9 對應RBS662曲線與MS曲線之輸入扭矩 73
圖5.10 對應RBS662曲線之凸輪滾子正向力 74
圖5.11 對應MS曲線之凸輪滾子正向力 74
圖5.12 對應RBS662曲線與MS曲線之凸輪滾子正向力 75
圖5.13 對應RBS662曲線與MS曲線之凸輪滾子間接觸應力 75
圖5.14 對應RBS662曲線與MS曲線之行星架帶動力 76
圖5.15 對應RBS662曲線與MS曲線之輸入軸支撐力 77
圖5.16 對應RBS662曲線與MS曲線之輸出軸支撐力 78


表目錄
表2.1 DRD曲線基本運動限制 11
表2.2 常用傳統曲線各運動特徵極值 13
表2.3 DRD曲線至急跳度連續之運動限制 17
表2.4 範例三RBS661無因次曲線比較資料 26
表2.5 範例四RBS881無因次曲線比較資料 27
表2.6 範例五RBS883無因次曲線比較資料 30
表2.7 RBS883與RBS661無因次曲線比較資料 31
表4.1 所有未知力與力矩公式 61
表5.1 軋盒機實例之時序與作動條件 65
表5.2 RBS662、RBS884與MS無因次化曲線比較資料 67
表5.3 各桿件與後端負載資訊 68
表5.4 對應RBS662曲線與MS曲線之各項動力指標比較 79

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