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1、磁力传动装置振动量测分析摘要科技进步的今天，精密产业快速兴起，在自动化与精密度的双重要求之下，传动机构的低振动亦成为人类追求的课题。一般的刚性齿轮由于其属于接触式传动，所以驱动侧的振动会藉由接触而传递，在磁力属于超距力的事实下，发展出许多应用磁力传动来达到隔振的目的，磁力齿轮在两齿轮间留有空隙，以非接触的方式来达到传动的目的，可以有效的改善摩擦与振动问题。PW700振动噪音频谱分析仪以傅立叶分析为理论根据，建立时域与频域间互换的傅立叶变换图形。本篇研究主要是分析磁力齿轮之隔振效果，其方法是使用加速度规作为振动讯号撷取，将时域之讯号作快速傅立叶变换(FFT)至频率领域，其讯号意义将会较易于理解根
2、据实验的结果本文将针对讯号之差异进行比较且归纳出原因，并在研究这些现象的同时也可以学习其周边相关之知识进而达到学以致用的目的。目录摘要目录I图目录错误!未定义书签。表目录错误!未定义书签。第一章绪论O1.1 研窕背景O1.2 文献回顾11.3 研窕主题1第二章基本原理32.1 磁滞现象32.2 磁力传动原理42.3 振动量测参数52.3.1 周期、频率、位移振幅52.3.2 自然频率6第三章磁力传动装置介绍83.1 .磁力齿轮介绍93.1.1 磁力齿轮之磁力线分布、最大扭矩与制造原料.93.1.2 滑差103.2 直流马达与转速控制123.3 扭力测量装置153.3.1 扭矩传感器与扭力计显示
3、器153.4 磁滞刹车器163AA磁滞剁车的原理173.4.2电流与扭力183.5振动测量装置203.5.1加速度规、频谱分析仪20第四章实验量测与分析21第五章结果与讨论30第六章参考文献31第一章绪论1.1 研究背景随着时代的进步，人类的生活质量提高，物质需求的质量也提高，包含食、衣、住、行、育、乐。所以在产品的加工上也要求的更精密、交通工具更舒适、居住环境更安静，然而要解决以上问题最有直接关系的就是振动了，所以避振一词就应运而生，我们知道，如果振动越大，噪音就越大、产品精密度就不好掌控、行车就不舒适。人类是聪明的动物，遇到问题就会想办法解决，也会针对问题对症下药，找到振动的来源进而对其解
4、决，因此发明了许多产品来避振：a.气压缸避振器：多用于前叉缓冲装置，里面有高压气体，利用压缩气体的压力高于活塞另一端的压力，来达到避振的目的。b.液压缸避振器：多用于汽车之减振筒，有单筒或复筒两种，里面除了有油，还有不等比例之气体，现今市面上所用的气体大多为高压的氮气。（因为油压缸比较被广泛使用，所以大多直接称为油压缸。）c.磁性联轴器：一般联轴器因主动轴与从动轴互相接触故电机或主动体因运转产生的振动和磨损无法避免，而磁性联轴器因主动轴与从动轴之间留有间隙，而能有效降低因输入轴运转所产生的振动传至输出轴。d.磁力轴承：它是利用磁力使转轴不产生机械摩擦，且不用任何润滑地悬浮在空间中的非接触轴承，
5、因非接触，亦可改善振动所造成的噪音的问题。最早应用磁力轴承的国家是法国在1972年将它用于卫星导航器飞轮支承上，至今已有将磁力轴承应用在自行车上了，使用性可以说非常的广。e.磁力齿轮：两齿轮间留有空隙，以非接触的方式来达到传动的目的，可以有效的改善摩擦与振动问题。因为一般齿轮在传动时会因摩擦而产生粉尘，不适合用在无尘环境而磁力齿轮之特性可符合需求（LCD与PDP皆须在高度干净之环境下制造）。1.2 文献回顾陈武立(1999)研究轴心偏位对磁性联轴器传动性能之影响里提到为了了解磁性连轴器高频制振的效果，首先以一个机械式联轴器连接驱动轴与被驱动轴，并量测与分析其定速旋转与稳态时，所产生的扭力振动讯
6、号。其后再将机械式联轴器换成磁性联轴器，亦撷取其定速旋转稳态时之扭力振动讯号。比较两组讯号可以知道不同联轴器在传动时，其振动讯号在传递上有明显的差异，且答案是肯定的。黄正棋(2006)研究磁性行星齿轮系之设计与特性分析提出，一新型态之磁性行星齿轮系，透过非接触之磁耦合力，以改善传统机械式行星齿轮系之高磨耗、体积大、易过热、及使用寿命短等缺点，且其具有多重磁耦合区，可提高拖动转矩，并兼具高转矩密度、及小体积下高减速比等优点。谢浚泉(1996)研究径向磁耦合的物性模拟及垂直式磁性齿轮的物性提至U,垂直式磁性齿轮的扭力是经由径向磁性耦合所提供的，由实验得到不同极数下的扭力值，并发现对于半径20mm、
7、间距2mm的两个磁性齿轮而言，最大扭力发生在6极与16极之间。磁性齿轮的扭力会随着彼此间距离的增加而降低。对于具有相同磁场强度、但不同极数的磁性耦合而言：在磁性齿轮的间距小于临界间距时，扭力值与极数成正比；但磁性齿轮的间距大于临界间距时，扭力值与极数成反比。其实验使用烧结NdFeB磁铁，所得的临界间距为约IOmmo1.3 研究主题本研究之目的是基于磁力传动属于非接触传动，故能有效的减少因振动所产生的负面影响，进而欲使用计算机软件分析磁力传动装置在运转时之振动，并经由分析来了解到各种形况影响下所产生之振动之意义。除此之外，并藉由研窕此题目进而涉猎平常上课接触机会较少之知识或相关仪器设备，以扩展科
8、学眼界。依本研究之主题，首先必须先了解振动学的基本常识一周期、频率、位移振幅与自然频率等。其次，就是对实验设备之了解与其应用原理之探讨，可分为以下几项介绍：a.磁力齿轮：在本实验装置中扮演传动的角色，并探究其传动原理，以便遇到问题时知道从何处下手解决。b.直流马达：有动力才可谈传动，直流马达即是本实验之动力来源，是以电流控制之脉宽调变(PWM)来调整直流马达之转速。c,扭力量测装置：本实验使用扭力传感器并藉UMV2000软件来撷取传动装置之扭矩、转速之数据。d.磁滞刹车器：本实验将给予传动装置一外加阻力作为负荷，磁滞刹车器即是施予一制动力之装置，其应用原理将从磁滞现象着手，再基于此现象得知其工
9、作原理。e.振动之量测装置：为了完成本研究之主题，振动量测之装置当然是必备的，使用PW700振动噪音频谱分析仪进行量测，并经过计算机快速傅立叶变换(FFT),使原本测量出为时间领域之资料，转换为频率领域容易计算与理解的资料。第二章基本原理本章将介绍在往后实验会使用的基本原理，首先介绍磁滞现象，接着探讨磁力传动原理、与振动量测时所会用到的参数。2.1磁滞现象图2-1磁滞曲线H:外加磁埸强度先了解什么是磁滞曲线，在介绍磁滞曲线时可以一同解释磁滞现象。将一铁磁性物质置于一外加磁场下，使其外加磁场由零逐渐增强，会发现铁磁性物质之感应磁场亦随之增强，当外加磁场增加到某一程度，外加磁场强度H再怎么增加，感
10、应磁场强度M也不会再增大，这就达到了所谓的饱和（C点）。再将外加磁场逐渐减小，铁磁性物质之感应磁场亦会随之减小，但速度变慢，不会沿着原曲线（CBA）返回，亦即此过程是不可逆的。当外加磁场降为零，而铁磁性物质能保有磁性，这就是所谓的磁滞现象，再持续的把外加磁场朝反方向增加，也可以说是去磁作用，要将感应磁场降为零，就至少需将反向的外加磁场增加至E点，而此E点的H值就称为物质之抗磁力或矫顽磁力（coercivity,HC）,或称之为抗磁场强度（Coercivefieldintensity）o相同于正向外加磁场，将反向外加磁场逐渐增大至饱和F点，再减小反向外加磁场至零（G点），铁磁性物质仍会因磁滞现象
11、而保有磁性且方向是负的。持续通以正向磁场，曲线会沿着GC发展，而其所围成的曲线就是所谓的磁滞曲线所围成的面积就是曲线经过每一循环所产生的磁滞热能损失。磁力传动，顾名思义就是以两磁极的相斥或相吸来传递力矩，以达到传动的目的，其特色是在主动件与从动件之间只存在着超距力，故可以减少因接触所产生的振动，而磁性联轴器就是其典型的运用。图22(a)轴向磁性联轴器(b)径向磁性联轴器图22为磁性联轴器的磁极示意图，轴向磁性联轴器(a),在主动轴上装一法兰盘，盘上再固定几块永久磁铁，使N极与S极相间排列。在从动轴上与以相同动作，然后再把主动轴与从动轴相对放置，中间留有间隙，两轴之间就会因磁力作用而联系在一起，
12、当主动轴转动时，从动轴也会跟着转动，当主动轴停止转动，从动轴亦不会转动。在相同条件下，两盘间隙越小，间隙间的相互作用力则越大。当转速较高的情况下，对两轴的同心度也要求较高，以减少磁力损失。径向磁性联轴器(b),在内外两个转子上排列相同对数的永磁体，在同一转子上，N极与S及交错排列，而内外转子的N极与S极方向一致。可知，当主动轴静止时，因两转子后相吸引，以致从动轴也静止，当其中一转子与其他主动体连接起来，而其转子就成了主动转子，经过磁力的作用，从动转子也就跟着运转起来。在本实验装置之磁力传动系统系用磁力齿轮，我们将在3.1磁力齿轮介绍中做详细说明。因本研究是在探讨磁力传动系统在运作时所产生的振动
13、量测与分析，因此,以下将解释一些跟振动学有关的基本名词解释。2.3.1 周期、频率、位移振幅图23质点圆运动之投影以一质点作等速圆运动来解释。若一质点对一参考点作等速率圆运动，则此一质点对参考点绕一圈所花的时间就称为一周期，其Sl单位为秒(s),而周期的倒数就是频率，其Sl单位为赫兹(Hz)。若对此圆运动做投影，可以发现质点做简谐运动(SimpIeHarmonicMotion),质点与平衡点之最大距离就称为位移振幅。2.3.2 自然频率图2.4弹簧质量系统G8l m图24是一个弹簧质量系统一个重量mg(g是重力加速度)的物体挂在弹簧下方，弹簧上方连接一个支撑刚体。在静止时，物体处于静态平衡的位
14、置，在此位置弹簧拉力恰好与物体重量平衡，且弹簧总长为h+3st,屈是弹簧的伸长量，可以得到：mg=kst接下来再将物体往下拉一个距离+X,因此弹簧拉力就变成k(+st)再画自由体图：八k(st+x)In=mIImxmg图25自由体图由牛顿第二运动定律可得:mx=mg-k(x+st)因为mg=k6,可得:mx+k=O假设X=Cet*=C入1尤二C21t,代入上式可得：m2+k=O入=()三inm3E.严mn称为此系统的自然频率由3n的数学关系式可知自然频率与物体的质量平方根成反比，而与弹簧常数的平方根成正比，因此系统的振动频率会因为结构形状、尺寸、材料性质，甚至结构边界状态而有所差异，并不会因振
15、幅或其他外力的大小而有所改变。第三章磁力传动装置介绍本实验是以直流马达来做为动力来源，而在主动轴与从动轴上个别连接一磁力齿轮，以达到磁力传动之目的。在从动轴上有一扭矩传感器，在从动轴再施I负载，即在从动轴之另一端利用皮带接上磁滞刹车器。在机台左侧之计算机是用来控制直流马达，而右侧之计算机则连接振动噪音频谱分析仪，以获得振动数据。图3.1磁力传动装置整体架构3.1. 磁力齿轮介绍图32磁力齿轮3.1.1 磁力齿轮之磁力线分布、最大扭矩与制造材料图3.3磁力齿轮分析模型图3-3为一磁力齿轮之分析模型，其描述磁力齿轮之磁场关系位置，此分析模型有两个永久磁铁且皆具有斜向磁场，下方之永久磁铁为主动齿轮，
16、上方则为从动齿轮。分别将两磁铁安装于主动轴与从动轴上，且互相交叉于正确的角度，并于两磁力齿轮之间留有一距离使其不互相接触U而齿轮上之斜向磁场具有帮助齿轮能平顺转动之作用。磁力齿轮所用之材料为粘结被磁石(Nd-bondedmagnet),其制造成本低于烧结钦磁石，且粘结钛磁石留有大约0.7特斯拉(T)的磁通量密度，是被用于设计磁力齿轮之常用材料。图3-4为磁力齿轮之磁力线分布，可清楚的观察磁场方向。在KyUng-HOHa等的研究中12,主动轴之磁力齿轮为24(mm)当磁力齿轮之斜向磁场之斜向角度为45(deg)、永久磁铁之长度为32(mm)且磁极数为6个(图35),则磁力齿轮在从动轴会有最大扭矩
17、，且当从动轴之磁力齿轮长度超过32(mm),其扭矩几乎不会增加。图34磁力齿轮之磁力线分布图35磁力齿轮之N-S极分布3.1.2 滑差在实验的过程，发现在中高转速时磁力齿轮会有滑动之现象，意即主动轴在持续转动的过程中，从动轴之齿轮并无被完全带动，需要有一外力带动从动轴之齿轮才会平顺的转动。由牛顿第二运动定律可知R=ma,故要使一物体开始运动必须施加一外力以克服惯性力，此方程式仅适用于线运动，但在圆运动是类似情形，也就是须加一外力矩，方可使磁力齿轮转动(A7=a),如驱动轴以中高速带动运转，因瞬间扭转加速度较大，所需克服之扭转惯性力超过磁力齿轮之最大扭矩，而出现滑动现象。在本实验装置中有轴承支撑
18、从动轴，但从摩擦力之实验可知F=MV(/：摩擦力，：摩擦保数，n：物正向力故要使从动轴转动还须克服其最大静摩擦力矩。从摩擦力实验中所绘制之外力一摩擦力图中可知，在物体恰欲运动时摩擦力会瞬间减小，科学家定义为动摩擦力。甥洽欲勃图36外力一摩擦力图也有另一种可能会使磁力齿轮产生滑差的现象，每一个磁力齿轮都有临界扭矩，也就是当齿轮之转动角转至某一角度会有最大扭矩(图3-7),当传动扭矩超过磁力齿轮之临界扭矩时，就会造成两磁力齿轮互相滑动。1.0o.oIIi-IjI-iIi.102030405060Rotationangle(deg.)图3-7磁力齿轮之转动角与扭矩关系图3.2直流马达与转速控制图3-
19、8Emotion马达控制卡图39直流马达首先将介绍直流马达的规格与操作程序。表3-1直流马达规格DCSERVOMOTORTYPE130-300MS-ZK-L2PRw/HP375/0.5Pole4TRkg-cm12MAX36NRR.P.M3000MAX4000HEADLINEELECTRICCO.,LTD直流马达的执行程序：将eMotion卡接上电源后约3分钟开机后用TeINet进入执行，程序如下：A.在视窗下执行开始执行telnet192.168.1.2B.TeINet视窗中的终端机喜好设定中选择块状游标、VT100/ASCI1C.进入LinUX视窗中执行：login：guestpasswor
20、d：guest$SUpassword：(无password)cd(“人”表空格).emot98#CdZySmb/simulink#一/eTTYA192.168.1.136D.启动Matlab6.1或以上版本E.将MatIab的路径,更改到C：smbeACM8F.执行exp_acmG.荧幕出现直流伺服马达控制实验画面H.执行“FPGA程序下载”键，下载FPGA的程序I.依序执行实验16的按键，进行直流伺服马达的各项实验经过测试发现，与直流马达转速有关的参数是PWM振幅，以下提供几组经扭矩传感器测量出之数据。由以下表格发现，当PWM振幅改变时，直流马达之转速也随之明显的变化。表3-2PWM振幅的相
21、关参数PWM振幅转速(r.p.m.)300230.97378500431.8626065600517.8005033700629.04076800723.2058241900814.55612761000906.2568448图3-10PWM振幅一rpm关系图3.3 扭力测量装置本实验将用扭矩传感器来测量磁滞刹车器及直流马达的扭力与转速。3.3.1 扭矩传感器与扭力计显示器本装置是以扭矩传感器连接在传动轴上（图312）,由扭力计显示器显示其扭矩、转速与功率（图3-11）。表3-3与表34分别是扭矩传感器与扭力计显示器之规格。图311扭力计显示器图312扭矩传感器表33扭矩传感器规格DrStai
22、gerMohiloType0170/01MS50RARange50NmSerialNo.83681date07.03Signaloutput/Sensitivity500IVCaliber,value5000V表34扭力计显示器规格DrStaiger,Mohilo&Co,GmbHD-73547LorchTypeUMV2000S/N86035P/N1852(3/4)P30VA115VAC/60Hz-Fuses:2*400mAT/5*20mm3.4 磁滞刹车器图3-13磁滞刹车器本实验以磁滞刹车器作为制动之设备，表3-5即为刹车器之行型号与规格。表3-5磁滞刹车器规格MAGTROL,INCMODE
23、LHB-210-2SERIALOBH210067VOLTS24将一个相互交错且中间留有气隙的定子磁极与一个由FeaCo材料所制成之转子（铁磁性磁滞环DragCUP）与轴组件利用轴承固定在一起但不互相接触，利用电磁学中的磁滞原理来控制扭力。当磁滞刹车器未通有电流时，转子可自由转动，一旦通了电流，定子磁极之间的气隙即变成一磁场，而转子也将因磁滞作用而产生制动的效果。对一电力控制的磁滞刹车器来说，扭力的控制是由电磁线圈来进行的，意即调整流经电磁线圈之电流及可控制磁滞刹车器之扭力。磁滞刹车器之制动扭力大小与流经电磁线圈之电流成线性关系但电流之方向不会影响磁滞刹车器之运行。定子磁趣BEARING图314
24、磁滞刹车器之内部构造3.4.1 磁滞刹车的原理磁滞刹车器，顾名思义即是利用磁滞特性来制动。其利用一直流电源产生一固定磁场，连接于从动轴之磁性磁滞环经正反不同方向之磁场后（图3J5）其磁化曲线会经过一周期，即形成一磁滞曲线，而磁滞曲线所包围之面积会有磁滞热能的损失，其损失会表现在磁性磁滞环上，而将从动轴之动能消耗。所以可以利用电流之大小来控制磁场强度，使磁滞曲线包围不同大小之面积，来达到不同大小的制动力。图315磁滞刹车器运作示意图3.4.2 电流与扭力此项目将直流马达以432rpm之固定转速进行量测。理想之电流扭矩图应呈线性关系，但由于人员测量、设备或环境之影响，皆会使实验结果与理论值有所误差
25、。因为在测量磁滞煞车器之电流与扭力关系时，磁力齿轮所承受之制动力可用范围过小，故本实验使用刚性轴来测量(图3-17)o表36电流扭矩测量数据输入电流（八）制动扭矩(Nm)0.030.1080.060.2200.090.5460.121.113Amps图3-16电流.扭矩图图3-17刚性轴于磁滞煞车器扭力测量3.5 振动测量装置本实验是以PW700振动噪音频谱分析仪来进行振动的量测3.5.1 加速度规、频谱分析仪图318为加速度规，其放置接近于振动源以撷取振动讯号，并连接至频谱分析仪。图319为频谱分析仪，将撷取之讯号，输入至计算机，再由计算机做傅立叶变换得到所需之图形。图318加速度规;喊 P
26、RoWAVE ENGZEERZGZC H雷sHlg毒君生面高Og第四章实验量测与分析本实验所选用的转速为231rpm、432rpm,实验规划分为三部份，分别为从动轴无负载、从动轴有负载与外力敲击，且为了让实验更有比较性，使刚性轴传动装置之驱动侧与磁力齿轮传动装置之主动轴分别施加外力敲击（图4-17、图4-18）,使其更能明显比较出之间的差异性。在比较图与图之差异时，必须注意纵轴之刻度值之差异。图41与4-2为从动轴无负载时个别的振动讯号图，其转速为231rpm,从图中可以观察到，振动讯号在转速频率时，磁力齿轮能够明显的降低振动讯号。图41磁力齿轮主动轴（输入转速231rpm无负载）图4-2磁力
27、齿轮从动轴（输入转速231rpm无负载）图4-3与图4-4为从动轴负载为0.108N-m时个别的振动讯号图，其转速亦为23IrPm,从图中可以观察到，因转速与上一组相同，故减振效果亦发生在大约3.85HZ的地方，又因于从动轴加一负载，导致振动讯号在主动轴与从动轴皆变大。图4-3磁力齿轮主动轴（输入转速23IrPm负载0.108N-m）图4-4磁力齿轮从动轴（输入转速23IrPm负载0.108N-m）图45与图4-6从动轴无负载时个别的振动讯号图，其转速为432rpm,从图中可以观察到，与上述情形相同，振动讯号在转速频率时，磁力齿轮能够明显的降低振动讯号。0.00250.002 H0.0015
28、0.001 0.000510.004- r 0.00351 0.003-j内卡 -Ji I I I I I I I I101520253035404550图45磁力齿轮主动轴（输入转速432rpm无负载）0.01-0.009-0.008-0.007-0.006-父0.005-0.004-0.003-50.276：0.002- I0.001：-图4-7与图4-8为从动轴负载为0.108N-m时个别的振动讯号图，其转速亦为432rpm,从图中可以观察到，因转速与上一组相同，故减振效果亦发生在大约7.2HZ的地方，又因于从动轴加一负载，导致其振动讯号在主动轴与从动轴皆变大。0.0225-0.015-
29、0.0125-0.01-4.-4 I I I I I I I I5101520253035404550Hz0.0025-0.005-0.0075-0.0175-0.02-图47磁力齿轮主动轴（输入转速432rpm负载0.108Nm）图48磁力齿轮从动轴（输入转速432rpm负载0.108Nm）图4-9与图4-10是将在驱动侧与被驱动侧之间连接一刚性轴的个别振动讯号图，并施外力敲击，转速为23IrPm,从图中可观察到，两图形在转速频率时之振动讯号差异并不大，反而被驱动侧之振动讯号比驱动侧大，是因为敲击点较接近被驱动侧。图49刚性轴驱动侧（输入转速23IrPm予以敲击）图4-10刚性轴被驱动侧（输
30、入转速231rpm）图4-11与图412是磁力齿轮传动系统之主动轴与从动轴的个别振动讯号图，并于主动轴上施外力敲击，转速为23IrPm,从图中可观察到，两图形不只在转速频率时之振动讯号差异大，在其他频率也有极大之差异，由此可证实磁力齿轮有制振之效用。43.5-3-*25-*2-1.5-1-o5-LIIIIIIIIIIIO5101520253035404550,_Hz图4-11磁力齿轮主动轴（输入转速23IrPm予以敲击）图412磁力齿轮从动轴（输入转速23IrPm）图4-13与图4-14是将在驱动侧与被驱动侧之间连接一刚性轴的个别振动讯号图并施I外力敲击转速为423rpm从图中可观察到其结果与
31、转速为23IrPm时一样，两图形在转速频率时之振动讯号差异并不大，反而被驱动侧之振动讯号比驱动侧大，是因为敲击点较接近被驱动侧。图4-13刚性轴驱动侧（输入转速432rpm予以敲击）图4-14刚性轴被驱动侧（输入转速432rpm）图4-15与图4-16是磁力齿轮传动系统之主动轴与从动轴的个别振动讯号图，并于主动轴上施外力敲击，转速为432rpm,且加大了敲击力道，故从图中可观察到，两图形不只在转速频率时之振动讯号差异比图411、图4-12更大,在其他频率之差异亦加大，由此更明确的证实磁力齿轮制振之效用。o-n501如0-. OII2030图4 - 15磁力齿轮主动轴（输入转速432 rpm予以
32、敲击）0.018-0.012-0.01-0.008-0.014-0.016-0.004-0.002-0-051015202530354045图4-16磁力齿轮从动轴（输入转速432rpm）图417外力敲击刚性轴图4-18外力敲击磁力齿轮第五章结果与讨论从第四章之实验数据图中可知，磁力齿轮传动装置之主动轴经从动轴传递动力之后，主动轴之振动最大振幅皆得到明显的降低，也就是得到隔振之效果，归纳其原因是磁力齿轮之刚性较一般接触式齿轮小，刚性小，自然频率就小，若测量频率超过磁性齿轮之自然频率，其振动讯号就会衰减。但在从动轴的某些频率却比主动轴高，会造成此结果的原因有很多，例如，在从动轴加一负载，以致于制
33、动装置之振动传至从动轴；从动轴之某些零组件同心度不够，以至于传动装置在运作时从动轴摇晃，若从动轴之稳定程度与主动轴相等，实验结果将会得到振幅渐减的情况。这些原因亦能透过傅立叶变换得知此装置在哪某些频率震动太大，而进一步将之改善。从图4-10至图4-16是刚性轴传动装置与磁力齿轮传动装置分别施I外力敲击之比较图，从图中可观察到，在刚性轴传动装置之驱动侧与被驱动侧两图之差异相去不远，且在被驱动侧有几个频率响应，意即被驱动侧的本身振动讯号，整体来看，就是驱动侧被敲击后的讯号在刚性轴的传递之下整个叠加上去。而磁力齿轮传动装置，在主动轴与从动轴两图有明显的差异，在此就能够观察出磁力齿轮能够有效制振。在操
34、作本实验的过程中，由于经验不足，尚有许多改进空间。在频谱的意义解读上还需进一步的探讨，例如，于从动轴及主动轴高于主频的某些倍频响应，分别代表哪些零组件之频率，如知道这些倍频响应代表之意义，就能根据傅立叶变换图形改善振动的问题。在硬件设施上须熟知各个零组件的频率换算，轴承、齿轮皆有公式可计算或是由傅立叶变换图形之上推估某倍频响应是由哪个零组件所引起，假如有一八倍频响应讯号，就可假设此倍频是磁力齿轮所引起，因为磁力齿轮之极数为八极，但对或错则必须再进一步的实验验证。第六章参考文献1 .杨锦锋，“磁滞刹车分析与设计”，硕士论文清华大学动力机械工程学系，2000o2 .宋震国，“无贯穿轴磁力连结式真空
35、手臂研究”，中山科学研究院委托业（学）界研究计划结案报告，清华大学动力机械工程学系，1999。3 .D.Halliday,R.ResnickandJ.Walker,FundamentalsofPhysics,nJohnWiley&Sons,Inc.7thedition.4 .刘明昌，“工程数学学习要诀”，台北：博浩出版社，2005o5 .陈世清，“高中物理”，台南第二高级中学，2004o6 .李文彬，“磁力应用工程”，北京：兵器工业出版社，1980。7 .SingresuS.Rao,uMechanicalVibrations,PearsonPrenticeHall,SIEdition.8 .陈
36、武立，“轴心偏位对磁性联轴器转动性能之影响”，硕士论文，清华大学动力机械工程学系，1999。9 .S.M.HuangandL.Y.Wang,ttDesignandAnalysisOfMagneticGearsBaseduponHalbachArray,9thInternationalConferenceonElectricalMachinesandSystems,Nov.20-23,2006,Nagasaki,Japan.10 .黄政棋，“磁性行星齿轮系之设计与特性分析”，硕士论文，成功大学机械工程学系，2006。11 .谢浚泉，“径向磁耦合的物性模拟及垂直式磁性齿轮的物性研窕”，硕士论文，中正大学物理系，1996。12 .KylIng-HOHa、Young-JinOhJung-PyoHong&Young-JinOh,uDesignandCharacteristicAnalysisofNon-ContactMagnetGearforConveyorbyUsingPermanentMagnet,“IndusttyApplicationsConference,2002.37thIASAnnualMeeting,Vol.3,pp.1922-1927.
