彈簧鋼使用在大型彈簧，其中高碳鋼使用最廣 泛，青銅或黃銅使用在小型彈簧，矽錳鋼、鉻釩鋼使用在板片彈簧， 而琴鋼線為製造螺旋彈簧的最佳材料。  彈簧發生鬆弛現象的原因為負荷增加與溫度升高

 彈簧指數（C）：彈簧線圈的平均直徑（Dm）與線直徑（d）之比值， 即 C ＝ 。  彈簧常數（K）：彈簧受外力IKO軸承作用時，負荷（F）與變形量（ ）之比 值，即 K ＝ 。  由於空間限制及組合的彈簧可能較單一等效的彈簧來得有效，所以常 將彈簧組合後再使用。 99 串聯時 （總撓曲量） ＝ 1 ＋ 2 ＋……＋ n（分撓曲量之和） （總彈簧常數） ＝ ＋ ＋……＋ （分彈簧常數） 並聯時 （總撓曲量） ＝ 1 ＝ 2 ＝……＝ n（分撓曲量） （總彈簧常數）K ＝ K1 ＋ K2 ＋……＋ Kn（分彈簧常數之和）  彈簧所用的材料有彈簧鋼（高碳鋼、合金鋼）、非鐵合金材料、橡皮 材料及流體材料等。彈簧鋼使用在大型彈簧，其中高碳鋼使用最廣 泛，青銅或黃銅使用在小型彈簧，矽錳鋼、鉻釩鋼使用在板片彈簧， 而琴鋼線為製造螺旋彈簧的最佳材料。  彈簧發生鬆弛現象的原因為負荷增加與溫度升高。 100 （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 一、選擇題  下列何種彈簧常用於汽車或卡車底盤，以承載較大負荷？

　

如圖 1 － 2 所示，滑動接觸之條件為： 接觸點 P 之線速度 VP2 與 VP3 在公法線 N － N 上之分量速度相等，即 Pn 向量。 接觸點 P 之線速度 VP2 與 VP3 在公切線 T － T 上之分量速度不相等而產生 滑動，即 Pt2 ≠ Pt3 向量。 N T P n 3 T N 主動件 2 ▲圖 1 － 2 滑動接觸 N 主動件 3 P 2 T T N ▲圖 1 － 3 滾動接觸  滾針軸承（rolling contact） 兩機件在接觸點彼此之相等速度等於零，也就是沒有發生滑動現象之傳動 者，如摩擦輪。如圖 1 － 3 所示，滾動接觸之條件為： 在接觸點 P 之線速度相等，VP2 ＝ VP3 。 接觸點 P 落在 O2O3 之連心線上。 6 （ ） （ ） 二、藉中間連接物（intermediate connector）傳動者  剛體中間連接物 如圖 1 － 1 所示之連桿，能傳送推力及拉力。  撓性中間連接物 如皮帶、繩子、鏈條等，僅能傳送拉力，不能傳送推力。  流體中間連接物 如水壓機之水、油壓機之油，僅能傳送推力，不能傳送拉力。 

但自動排檔的汽車並沒有使用離合器，主要是因為 它使用液壓扭矩轉換器（hydraulic torque converter）。其他亦有將圓盤之數 目增多，以增加摩擦面之數目藉以增加傳達的扭力矩，如圖6－43（b） 所示，稱為多盤離合器。適合於高速而動力較小的傳動。 D D 栓槽軸 摩擦板 圓盤（壓力板） 彈簧 （a）單盤離合器 Fa Fa 外殼 摩擦板 圓盤（壓力板） 鍵 （b）多盤離合器 ▲圖 6 － 43 圓盤離合器 132 解 設 Fa 為軸向推力（N）， 為摩擦係數，Z 為摩擦面數 rm 為摩擦面之平均半徑， ＝ ＋ （ ） Dm 為摩擦面之平均直徑， ＝ ＋ （ ） Pm 為接觸面之平均壓力（N/mm2 ，MPa） A 滾針軸承為接觸面之斷面積（mm2 ） T 為總扭矩（N － mm） 則 軸向推力為 公式 6 － 1 ＝  ＝ （ ） 由於摩擦所產生之扭矩為 公式 6 － 2 ＝   ＝   （此公式為單盤離合器之計算，若為多盤時則乘以 Z，即 T ＝  Fa  rm  Z ） 3 有一圓盤離合器，若其摩擦係數為 0.4，圓盤外徑 80mm，內徑 40mm，假設均 勻磨耗，欲傳動扭矩 7200N － mm 時，則所需之軸向推力為多少 N？ ＝ 0.4 D1 ＝ 80mm D2 ＝ 40mm T ＝ 7200N － mm 由（公式 6 － 2）可知： ＝  Fa  Dm 且 ＝ ＋ ＝ ＋ ＝ 60（mm） ∴ ＝  ＝   ＝ 600（N） 133 6 軸 承 及 連 接 裝 置 錐形離合器

若不考慮摩擦，則其機械利益為 F W Wsin 作用力 F ＝ Wsin （a） F W Wsin 作用力 Fcos ＝ Wsin ∴F ＝ Wtan Fcos （b） ▲圖 2 － 13  F 力沿斜面方向 公式 2 － 4 則 M ＝ ＝ ＝ ＝ csc 即機械利益等於傾斜角之餘割，一般若未指出 F 力之方向時，均視為此種 情形。  F 力沿水平方向 公式 2 － 5 則 M ＝ ＝ ＝ ＝ cot 即機械利益等於傾斜角之餘切。 二、機械效率 一般機械因摩擦或轉動能量之損失，結果輸出功恆較輸入功為小，而其比 值即稱為機械效率（mechanical efficiency），以符號「 」表示。 公式 2 － 6 故 機械效率（ ）＝輸入功－損失功 輸入功  100 ％ ＝ASAHI軸承輸出功 輸入功 100 ％＝有效能量 總能量  100 ％ 33 2 螺 旋 解 解 （ ）  機械利益與機械效率不同，機械利益可判斷該機構是否省力。 M ＞ 1 時，省力，費時，如螺旋起重機、滑車組。 M ＝ 1 時，不省力也不費時，其目的為方便作功，

　

可以承受雙方向的推力負荷，但不能承受徑向負荷。 D D B H d （a） （b） D：標稱軸承外徑 D1：軸承箱軌道盤的標稱 內徑 d：雙列軸承的標稱內徑 B：中央軌道盤的標稱軸 承高度 H：雙列軸承的標稱軸承 高度 ▲圖 6 － 14 雙列止推滾珠軸承 斜角滾珠止推軸承（angular contact thrust ball bearings）：如圖 6 － 15 所 示，可得到最佳的徑向與軸向剛性。 D d d （a） （b） ▲圖 6 － 15 斜角滾珠止推軸承 113 6 軸 承 及 連 接 裝 置 （b）氮化矽陶瓷軸承 （a）氧化鋯陶瓷軸承 ▲圖 6 － 16 陶瓷軸承 另外有一種滾珠是以陶瓷材料製作的陶瓷軸 承（ceramic bearing），如圖6－16所示，NACHI軸承具有耐 高溫、耐磨耗、耐腐蝕、耐寒、抗磁、電絕緣及 重量輕等特性，目前已被大量使用在超高轉速的 馬達上及光電、半導體、LCD 廠之輸送系傳動。  滾子軸承 滾動軸承中的滾動體為圓柱、圓筒或圓錐形 之滾子者，稱為滾子軸承，因滾子與內外環的接 觸屬於線的接觸，而不似滾珠軸承為點的接觸， 故其承受之負荷比滾珠軸承大，可分為下列幾 種。 圓筒滾子軸承（cylindrical roller bearings）：如圖 6 － 17 所示，亦稱直滾 子軸承（straight roller bearings），