螺旋傳輸力量 ▲圖 2 － 5 利用螺旋以傳達運動或動力 調整機件的距離 例如機車利用螺旋來調整鏈條之鬆緊
牙底（root）：螺紋之底部。 螺紋深度（thread depth）：牙頂至牙底的垂直距離，或稱牙深。 21 2 螺 旋 二、螺旋之功用 螺旋之功用甚為廣泛，主要者有下列： 鎖緊機件 螺帽 螺栓 ▲圖 2 － 4 利用螺旋鎖緊機件 如圖 2 － 4 所示之螺栓和螺帽， 利用螺紋而將兩個以上之機件予以 鎖緊，成為一體。且整個螺紋的鎖 緊力，是由作用的牙頂數乘上每一 牙頂所能承受的力而得。此類螺紋 大都用 V 形螺紋。 傳達運動或動力 如圖 2 － 5（a）、（b）所示，利用螺旋來傳達運動或動力。此類螺紋的 效率由最佳到較差排列為滾珠螺紋＞方螺紋＞梯形螺紋＞鋸齒形螺紋。 滾針軸承馬 達 頭座 夾頭 橫滑臺 夾刀柱 線性運動 旋轉運動 導 螺 桿 車 床 尾 座 旋轉運動 力量 溜板 （a）以車床導螺桿傳輸運動 （b）核桃破 鉗應用 螺旋傳輸力量 ▲圖 2 － 5 利用螺旋以傳達運動或動力 調整機件的距離 例如機車利用螺旋來調整鏈條之鬆緊， 車床之刀座利用螺旋來調整進刀量之大小。 螺旋在生活中隨處可見，例如DIY的 書櫃結合、機車車燈與外殼、檯燈與 檯燈架的組合、電腦主機與外殼，這 些都是利用螺旋的鎖緊功能。 22 （ ） （ ） 測量 如圖 2 － 6 所示之分厘卡，利用精確之螺桿，使其旋轉一周就前進一個導 程之原理，藉以測定尺度。 主軸 砧座 測量面 精確調整螺桿 ▲圖 2 － 6 應用螺旋之調節以測量尺度 以下何者非為螺紋主要功能？ 鎖緊機件 傳遞動力 調節 位置 減少摩擦。
滾珠軸承 滾動軸承中其滾動體為球形之鋼珠者，稱為滾珠軸承；可分為下列幾種： 深槽滾珠軸承（deep groove ball bearings）：如圖 6 － 10 所示，此種軸承 最為常用，主要承受徑向負荷。 D B d （a） （b） D：標稱軸承外徑 d：標稱軸承內徑 B：標稱軸承寬度 ▲圖 6 － 10 深槽滾珠軸承 自動調心滾珠軸承（self－aligning ball bearings）：如圖 6 － 11 所示，此 種滾針軸承主要承受徑向負荷，有雙列滾球，共有一個球面形滾槽，這種軸 承具有對準誤差自動調心的作用，適合於長軸、軸承箱對正不易或軸在 支撐處撓角較大時，以減輕軸及軸承因此等原因而產生之內力。 （a） （b）圓筒內孔 D B d D：標稱軸承外徑 d：標稱軸承內徑 B：標稱軸承寬度 （c）錐形內孔，錐度 1：12 d ▲圖 6 － 11 自動調心滾珠軸承 111 6 軸 承 及 連 接 裝 置 斜角滾珠軸承（angular contact ball bearings）：如圖 6 － 12（a）、（b）
如圖5－1（c）所示。通常使用在安全閥、 汽車上之汽門彈簧、車輪避振器及自動原子筆筆心套著的彈簧。 （a）壓縮彈簧 （b）簡易劃法 （c）壓縮彈簧端部 閉口未磨平 開口未磨平 閉口磨平 開口磨平 約 3 4 圈磨平 ▲圖 5 － 1 壓縮彈簧 88 拉伸彈簧（extension spring） 如圖 5 － 2（a）所示，又稱為拉力彈簧，受外力的拉伸作用後伸長，當外 力消失時精密定位台又回復原來形狀。一般彈簧各圈均繞成相互貼緊之螺旋狀，兩端各有 一環圈，以供掛，如圖 5 － 2（b）所示。通常使用在拉伸健身器、煞車踏 板、機車、腳踏車之固定器及鼓式煞車的回復彈簧。 （a） 拉伸彈簧 簡易劃法 方 圓 側圓 側反圓 縮小端圓 半圓 U 形 V 形 （b）拉伸彈簧端部 ▲圖 5 － 2 拉伸彈簧 89 5 彈 簧 扭力彈簧（torsion spring） 扭力彈簧有兩種，一為螺旋扭力彈簧，如圖 5 － 3（a）、（b）、（c）所示， 它利用徑向繞軸傳動的扭力來控制機件，如使用在紗門能自動關閉之彈簧、文件 夾及握力健身器；二為蝸旋扭力彈簧，如圖 5 － 3（d）所示，應用在鐘錶機構 中做為驅動的動力來源之彈簧（俗稱發條）及功率計。 F a （b）簡易劃法 （d）蝸旋扭力彈簧 （a）螺旋扭力彈簧 （c）雙扭轉彈簧 ▲圖 5 － 3 扭力彈簧 （a）錐形彈簧 （b）簡易劃法 ▲圖 5 － 4 錐形彈簧 錐形彈簧（conical spring） 如圖5－4（a）、（b）所示，為繞 成錐形的螺旋圈，
按軸承面接觸形式分為 滑動軸承 軸與軸承間以面接觸者。 滾動軸承 軸與軸承間以點或線接觸者。 滑動軸承之優點： 構造簡單。 裝卸容易。 運轉安靜。 可承受較大之衝擊負荷。 但易於腐蝕、潤滑及散熱較困難，功之損失較大。 滾動軸承之優點： 規格統一具互換性。 起動阻力小，潤滑容易。 可長時間連續運轉。 滾針軸承磨耗小，較易維持精度。 惟裝設較困難、成本高，無法局部修理更換及承受較大負荷，磨 損後易生噪音及振動。 襯套之材料常用較軸材料軟之青銅、磷青銅、白合金及砲銅等製成。 對合軸承，應用最多的滑動軸承，如工具機的主軸及汽車曲柄軸上之 軸承。 140 四部軸承，常用在大型汽車、發電機、電動機及蒸汽機等之軸承。 多孔軸承，以粉末冶金法製造的軸承，亦稱自潤軸承。 無油軸承，不加油亦具有極佳潤滑性，如尼龍軸承。 錐形滾子軸承，可同時承受徑向負荷與軸向負荷。
精密機械或半導體等 相關的產業，都有趨向小型化、精密化及細微化，因此對於微米、次微米甚至於奈米的 定位精度之要求亦日漸提昇。 精密定位技術在產業方面的應用極為廣泛，例如工具機、醫學顯微儀器、精密量測 儀器等，同時在奈米科技領域裡面亦是不可缺的技術，其產業價值無可限量。以下將針 對本研究之最主要的兩部分:精密定位平台與雷射感測器，連座軸承作更深入探討。 （一） 精密定位平台方面 微奈米精密定位技術之研究，一般是以壓電驅動平台來移動工件，此類型平台可提 供數十微米之微動位移;而對較長行程範園微奈米位移之研究，則需長行程平台來移動工 件，一般可提供幾厘米的位移量及數十奈米之精度。 教專研 097P-035 微奈米精密定位平台之即時監控系統之控制 97-348 機械工程系-童景賢 近年來，長行程奈米定位平台之研究以一維自由度居多，且以長行程的粗位移加上 微動位移的兩段式定位為主，如此可同時解決微動行程位移時間過久與長行程定位精度 不足之問題。兩段式定位之第一段的長行程可由伺服馬達驅動導螺桿，或線性馬達再加 上空氣軸承及導軌，或音圈馬達配上導軌等機台來達成；第二段之微動位移平台則多以 壓電陶磁驅動，也有使用 PZT 驅動位移平台以類似於尺蠖蟲蠕動的方式(Inch-worm Motion)來達到精密定位的要求。除此之外，亦可利用摩擦驅動(Friction drive)直接作長行 程的定位。 上述之各種方式所產生的位移量，
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