Transcript 機械設計之自然規律
課本： 機械元件設計(全) 中文翻譯本 原著：R. L. Mott 機 械 設 計 第 一 章 機械設計之自然規律 (學習宗旨) 1.提供機械設計的應用準則。 2.列出機械設計所須的技巧。 3.整合獨立機械元件，以完成機械系統。 4.能寫出機械裝置的設計及性能要求的敘述。 5.能建立一組評估提案設計的要求。 6.能利用英制與公制單位作設計計算。 7.能以專業的表達，讓其他機械設計人員 了解與評估。 所須的課程基礎 ․繪圖及電腦輔助設計 ․材料性質 ․靜力學、動力學和材料力學 ․運動學和機構學 ․其他如流體力學、熱力學、熱傳遞、 電子控制與化工程序方面的知識 功能與設計要求是指設備應該如何，才達到 完成設計的目的。 實例如下： 設計一小牽引機的動力傳輸減速器。 已知牽引機引擎以高速運轉，而輪子驅動 必須緩慢且要求輸出高於引擎輸出的扭矩。 部份答案： 1. 透過轉軸從引擎取得動力。 2. 減少轉速至某一速度去傳送動力。 3. 將低速之動能傳送至輸出軸。 詳細要求： 1. 減速器必須傳送15.0hp。 2. 輸入是從旋轉速度2000rpm之二汽缸 汽油引擎。 3. 輸出轉速在290~295rpm。 4. 最小輸出扭矩是3050 lbin。 5. 減速器必須被安裝於最高24 in， 20 in20 in 之正方形容器中。 6. 期望每天使用8小時，每星期5工作天， 壽命10年來運轉。 ․安全性 ․性能 ․可靠性 ․容易製造 ․容易維修 ․容易操作 ․低製作成本 ․低操作與維修成本 ․低噪音與低震動， 操做平穩 ․使用可靠的材料和 可購買的零件 ․謹慎使用商業可靠 與獨特設計的零件 ․外觀可吸引人與 適當的 主要元件：齒輪 、軸、軸承、鍵 、箱體 BASIC 語言 大學工科學生應該會用 一種以上電腦語言 ！ 1. 確認所設計的元件及設計所需的計算準則 2. 畫出草圖及所有作用在元件上的外力。 3. 確認分析的方式，如拉伸、彎曲、扭轉等。 4. 列出已知數據及假設條件。 5. 寫作公式並明確說明變數值及其單位。 若公式並非他人所熟悉，應列出其來源。 6. 解出所要的變數。 (續) 7. 代入數值並核對單位。 8. 判斷結果是否合理。 9. 若結果不合理，則可變更設計並重新計算。 10. 若結果合理，可依標準尺寸，方便的因次， 容易構買的材質來決定最終值。 簡單設計計算實例： 0.879 IN3 公制與英制均應會使用！ 附錄 2 有英制與公制之單位換算 [例題] 一電子馬達以1750 rpm旋轉，試以 rad/s 表示其旋轉速度。 [解] 1750 rpm 1750 rev 1750 2 rad min 60 s 183 .3 rad s 重量=支撐一物體在重力影響下所需的 力量 重量與質量的關係： (W 重量，m 質量) W mg 2 其中 g 重力加速度 32.2 ft / s 9.81 m / s 質量75kg鋼的重量為何？ 2 W mg (75kg)(9.81 m / s ) 736 kg m / s 736 N 記住！ N kg m / s 2 2 2 習題： 18, 19, 20, 22, 23, 24, 25, 27, 28