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應用飛碟型普利盤對高齡者戶外阻力體適能器材之研究

為了解決小彈簧 轉速的問題，作者陳韋安 這樣論述：

本研究在設計「應用飛碟型普利盤對高齡者戶外阻力體適能器材之研究」，其目標是高齡族群為主要對象，並且此健身器材放置地點為戶外公園等大眾地點。為了有效鍛鍊人體肌肉與骨質，使人體骨骼肌與骨質密度不因年齡增長而漸漸老化，採用無段變速傳動系統，其原因為具有無限速比，可根據使用者本身自行調整速比，阻力為非接觸式之磁阻力，主要考慮到摩擦消耗成本的問題。實驗部分，從參數組合中選用較適用於高齡者所踩踏無段變速傳動(CVT)系統之組合為：飛碟型驅動普利盤、最長子彈型普利珠純鉛配重與軸距25 cm搭配其最小彈簧係數的變速彈簧0.12kg/mm，所量測出無段變速傳動輸出軸最低轉速為413rpm。而人體所踩踏自行車轉

速範圍為33rpm ~ 80rpm，考量到人體所踩踏時不會因為轉速過低而讓無段變速傳動(CVT)系統失去作動，故增加增速齒輪其組合為1：12。有無附加磁阻力轉速實驗結果顯示，當無附加無阻力時的無段變速傳動(CVT)輸出軸轉速為460 rpm，而附加磁阻力之無段變速傳動(CVT)輸出轉速為706 rpm，兩者相差246 rpm。在訂定固定轉速實驗結果，其無附加磁阻力之作動平衡點轉速為1133 rpm，有附加磁阻力之作動平衡點轉速為1223 rpm。本論文以飛碟型驅動普利盤搭配各參數再以磁阻力作為阻力來源，並且將各作動點、作動平衡點與最高轉數以趨勢圖呈現，再增加一增數機構讓人體在踩踏時能以低轉速作

動，最後通過磁阻力因轉數越高阻力越大，以達到循環漸進的運動效果。

現代機械設計手冊：單行本軸承（第二版）

為了解決小彈簧 轉速的問題，作者郭寶霞 這樣論述：

《現代機械設計手冊》第二版單行本共20個分冊，涵蓋了機械常規設計的所有內容。各分冊分別為：《機械零部件結構設計與忌》《機械製圖及精度設計》《機械工程材料》《連接件與緊固件》《軸及其連接件設計》《軸承》《機架、導軌及機械振動設計》《彈簧設計》《機構設計》《機械傳動設計》《減速器和變速器》《潤滑和密封設計》《液力傳動設計》《液壓傳動與控制設計》《氣壓傳動與控制設計》《智慧裝備系統設計》《工業機器人系統設計》《疲勞強度可靠性設計》《逆向設計與數位化設計》《創新設計與綠色設計》。 本書為《軸承》，主要介紹了滾動軸承的分類及結構代號、滾動軸承的特點與選用、滾動軸承的計箅、滾動軸承的應用設計、常用滾動軸

承的基本尺寸及性能參數；滑動軸承的分類及選用、滑動軸承材料、不接近流體潤滑軸承、液體動壓潤滑軸承、液體靜壓軸承、氣體潤滑軸承、氣體箔片軸承、流體動靜壓潤滑軸承、電磁軸承、智能軸承等。本書可作為機械設計人員和有關工程技術人員的工具書，也可供高等院校相關專業師生參考。 第7篇  滾動軸承 第1章滾動軸承的分類、結構型式及代號 1.1滾動軸承的常用分類7-3 1.2滾動軸承其他分類7-5 1.3帶座外球面球軸承分類7-5 1.4滾動軸承的代號7-6 1.4.1基本代號7-7 1.4.2常用滾動軸承的基本結構型式和代號構成7-8 1.4.3滾針軸承的基本結構型式和代號構成7-15

1.4.4前置代號7-18 1.4.5後置代號7-18 1.4.6代號編制規則7-24 1.4.7帶附件軸承代號7-24 1.4.8非標準軸承代號7-24 1.4.9非標準軸承代號示例7-25 1.4.10符合GB/T 273.1—2011規定的圓錐滾子軸承代號7-25 1.4.10.1圓錐滾子軸承代號構成7-25 1.4.10.2基本代號7-25 1.4.10.3後置代號7-25 1.5帶座外球面球軸承代號7-26 1.5.1帶座軸承代號的構成及排列7-26 1.5.2帶座軸承基本結構及代號構成7-26 1.5.3帶附件的帶座軸承代號7-29 1.6專用軸承的分類和代號7-29 第2章滾動軸

承的特點與選用 2.1滾動軸承結構類型的特點及適用範圍7-31 2.2滾動軸承的選用7-33 2.2.1軸承的類型選用7-33 2.2.2滾動軸承的尺寸選擇7-35 2.2.3滾動軸承的遊隙選擇7-39 2.2.4滾動軸承公差等級的選用7-47 2.2.5滾動軸承公差7-47 2.2.5.1向心軸承公差（圓錐滾子軸承除外）7-51 2.2.5.2圓錐滾子軸承公差7-57 2.2.5.3向心軸承外圈凸緣公差7-62 2.2.5.4圓錐孔公差7-63 2.2.5.5推力軸承公差7-64 第3章滾動軸承的計算 3.1滾動軸承壽命計算7-68 3.1.1基本概念和術語7-68 3.1.2符號7-69

3.1.3基本額定壽命的計算7-70 3.1.4修正額定壽命的計算7-70 3.1.5系統方法的壽命修正係數aISO7-70 3.1.6疲勞載荷極限Cu7-70 3.1.7壽命修正係數aISO的簡化方法7-71 3.1.8污染係數eC7-73 3.1.9黏度比κ的計算7-79 3.2基本額定動載荷的計算7-80 3.2.1軸承的基本額定動載荷C7-80 3.2.2雙列或多列推力軸承軸向基本額定動載荷Ca7-82 3.3基本額定靜載荷的計算7-82 3.4當量載荷的計算7-83 3.5軸承組的基本額定載荷和當量載荷7-86 3.6變化工作條件下的平均載荷7-86 3.7變化工作條件下的壽命計算7

-87 3.8軸承極限轉速的確定方法7-87 3.9額定熱轉速7-88 3.9.1定義及符號7-89 3.9.2額定熱轉速的計算7-89 3.10滾動軸承的摩擦計算7-92 3.10.1軸承的摩擦力矩7-92 3.10.2軸承的摩擦因數7-93 3.11圓柱滾子軸承的軸向承載能力7-93 3.12軸承需要的最小軸向載荷的計算7-93 第4章滾動軸承的應用設計 4.1滾動軸承的配合7-95 4.1.1滾動軸承配合的特點7-95 4.1.2軸承（普通、6級）與軸和外殼配合的常用公差帶7-95 4.1.3軸承配合的選擇7-95 4.1.4軸承與軸和外殼孔的配合公差帶選擇7-96 4.1.5配合表面的

形位公差與表面粗糙度7-98 4.1.6軸承與空心軸、鑄鐵和輕金屬軸承座配合的選擇7-99 4.1.7軸承與實心軸配合過盈量的估算7-99 4.2滾動軸承的軸向緊固7-100 4.2.1軸向定位7-100 4.2.2軸向固定7-101 4.2.3軸向緊固裝置7-101 4.3滾動軸承的預緊7-102 4.3.1預緊方式7-102 4.3.2定位預緊7-102 4.3.3定壓預緊7-102 4.3.4卸緊載荷7-102 4.3.5最小軸向預緊載荷7-102 4.3.6徑向預緊7-102 4.4滾動軸承的密封7-105 4.4.1選擇軸承密封形式應考慮的因素7-105 4.4.2軸承的主要密封形式

7-105 4.4.3軸承的自身密封7-105 4.4.4軸承的支承密封7-105 4.5滾動軸承的安裝與拆卸7-108 4.5.1圓柱孔軸承的安裝7-108 4.5.2圓錐孔軸承的安裝7-108 4.5.3角接觸軸承的安裝7-108 4.5.4推力軸承的安裝7-108 4.5.5滾動軸承的拆卸7-108 4.6遊隙的調整方法7-109 4.7軸承的組合設計7-110 4.7.1軸承的配置7-110 4.7.2常見的支承結構簡圖7-112 4.7.3滾動軸承組合設計的典型結構7-114 4.8滾動軸承通用技術規則7-115 4.8.1外形尺寸7-115 4.8.2公差等級與公差7-115 4.

8.3倒角尺寸優選值7-115 4.8.4遊隙7-115 4.8.5表面粗糙度7-115 4.8.6軸承套圈和滾動體材料及熱處理7-116 4.8.7殘磁限值7-116 4.8.8振動限值7-116 4.8.9密封性7-116 4.8.10清潔度7-116 4.8.11外觀品質7-116 4.8.12互換性7-116 4.8.13額定載荷、額定壽命和額定熱轉速7-116 4.8.14測量方法7-116 4.8.15標誌7-117 4.8.16檢驗規則7-117 4.8.17包裝7-117 4.8.18軸承用零件和附件7-117 4.9軸承的應用7-117 第5章常用滾動軸承的基本尺寸及性能參數

5.1深溝球軸承7-118 5.2調心球軸承7-137 5.3角接觸球軸承7-149 5.4圓柱滾子軸承7-163 5.5調心滾子軸承7-188 5.6滾針軸承7-211 5.7圓錐滾子軸承7-226 5.8推力球軸承7-246 5.9推力角接觸球軸承7-259 5.10推力調心滾子軸承7-261 5.11推力圓柱滾子軸承7-264 5.12推力圓錐滾子軸承7-264 5.13推力滾針軸承7-265 5.14帶座外球面球軸承7-266 5.15組合軸承7-295 5.16智能軸承7-304 5.16.1分類7-304 5.16.2國內外情況7-304 5.16.3市場應用7-304 5.17

錐形襯套7-304 5.18軸承座7-321 5.18.1二螺柱立式軸承座7-321 5.18.2四螺柱立式軸承座7-326 5.19定位環7-328 附錄7-330 附錄一滾動軸承現行標準目錄7-330 附錄二軸承工業現行國際標準目錄7-335 附錄三滾動軸承新舊標準代號對照7-339 附錄四國外著名軸承公司通用軸承代號7-346 附錄五國內外軸承公差等級對照7-351 附錄六國內外軸承遊隙對照7-351 參考文獻7-353 第8篇  滑動軸承 第1章滑動軸承分類、特點與應用及選擇 1.1各類滑動軸承的特點與應用8-3 1.2滑動軸承類型的選擇8-4 1.2.1滑動軸承性能比較8-4 1.

2.2選擇軸承類型的特性曲線8-6 1.3滑動軸承設計資料8-7 第2章滑動軸承材料 2.1對軸承材料的性能要求8-9 2.2滑動軸承材料及其性能8-9 第3章不完全流體潤滑軸承 3.1徑向滑動軸承的選用與驗算8-18 3.2推力滑動軸承的選用與驗算8-18 3.3滑動軸承的常見型式8-19 3.3.1整體滑動軸承8-19 3.3.2對開式滑動軸承8-20 3.3.3法蘭滑動軸承8-23 3.4軸套與軸瓦8-25 3.4.1軸套8-25 3.4.2軸套的固定（JB/ZQ 4616—2006）8-30 3.4.3軸瓦8-31 3.5滑動軸承的結構要素8-36 3.5.1潤滑槽8-36 3.5.2

軸承合金澆鑄槽8-36 3.6滑動軸承間隙與配合的選擇8-37 3.7滑動軸承潤滑8-40 3.8滑動軸承座技術條件（JB/T 2564—2007）8-42 3.9關節軸承8-43 3.9.1關節軸承的分類、結構型式與代號8-43 3.9.1.1關節軸承分類8-43 3.9.1.2關節軸承代號方法8-43 3.9.1.3關節軸承主要類型的結構特點8-45 3.9.2關節軸承壽命及載荷的計算8-50 3.9.2.1定義8-50 3.9.2.2符號8-50 3.9.2.3額定載荷8-51 3.9.2.4關節軸承壽命8-52 3.9.2.5關節軸承的摩擦因數8-53 3.9.3關節軸承的應用設計8-

54 3.9.3.1關節軸承的配合8-54 3.9.3.2關節軸承的遊隙8-56 3.9.3.3關節軸承的公差8-58 3.9.4關節軸承的基本尺寸和性能參數8-61 3.9.4.1向心關節軸承（GB/T 9163—2001）8-61 3.9.4.2角接觸關節軸承（GB/T 9164—2001）8-67 3.9.4.3推力關節軸承 （GB/T 9162—2001）8-70 3.9.4.4杆端關節軸承（GB/T 9161—2001）8-72 3.9.4.5自潤滑球頭螺栓杆端關節軸承（JB/T 5306—2007）8-75 3.9.4.6關節軸承安裝尺寸8-77 3.10自潤滑軸承8-82 3.1

0.1自潤滑鑲嵌軸承8-82 3.10.2粉末冶金軸承（含油軸承）（GB/T 2688—2012、GB/T 18323—2001）8-86 3.10.3自潤滑複合材料卷制軸套8-93 3.11雙金屬減摩卷制軸套8-99 3.12塑膠軸承8-101 3.13水潤滑熱固性塑膠軸承（JB/T 5985—1992）8-102 3.14橡膠軸承8-105 第4章液體動壓潤滑軸承 4.1液體動壓潤滑軸承分類8-108 4.2基本原理8-109 4.2.1基本方程8-109 4.2.2靜特性計算8-110 4.2.3動特性計算8-111 4.2.4穩定性計算8-112 4.3典型軸承的性能曲線及計算示例8-

112 4.4軸承材料8-133 4.5軸承主要參數的選擇8-135 4.6液體動壓推力軸承8-137 4.6.1參數選擇8-137 4.6.2斜-平面推力軸承8-137 4.6.3可傾瓦推力軸承8-138 4.7計算程式簡介8-142 第5章液體靜壓軸承 5.1概述8-144 5.2液體靜壓軸承的分類8-145 5.3液體靜壓軸承的原理8-145 5.4液體靜壓軸承的結構設計8-147 5.4.1徑向液體靜壓軸承結構、特點與應用8-147 5.4.2徑向液體靜壓軸承的結構尺寸及主要技術資料8-149 5.4.3徑向液體靜壓軸承的系列結構尺寸8-150 5.4.4推力液體靜壓軸承結構、特點與應

用8-154 5.4.5推力液體靜壓軸承的結構尺寸及主要技術資料8-156 5.4.6推力液體靜壓軸承的系列結構尺寸8-156 5.4.7液體靜壓軸承材料8-157 5.4.8節流器的結構、特點與應用8-158 5.4.9節流器的結構尺寸及主要技術資料8-160 5.5液體靜壓軸承計算的基本公式8-160 5.5.1油墊流量係數Cd、有效承載面積係數Ae、周向流量係數γ和腔內孔流量係數ω8-162 5.5.2剛度係數G08-163 5.5.3承載係數Fn或偏心率ε8-165 5.5.4功率消耗計算8-166 5.6供油系統設計及元件與潤滑油的選擇8-166 5.6.1供油方式、特點與應用8-1

66 5.6.2供油系統、特點與應用8-167 5.6.3元件的選擇8-167 5.6.4潤滑油的選擇8-167 5.7液體靜壓軸承設計計算的一般步驟及舉例8-168 5.7.1液體靜壓軸承系統設計計算的一般步驟8-168 5.7.2毛細管節流徑向液體靜壓軸承設計舉例8-168 5.7.3毛細管節流推力液體靜壓軸承設計舉例8-171 5.7.4小孔節流徑向液體靜壓軸承設計舉例8-173 5.7.5薄膜回饋節流徑向液體靜壓軸承設計舉例8-176 5.8靜壓軸承的故障及消除的方法8-179 第6章氣體潤滑軸承 6.1氣體潤滑理論8-180 6.1.1氣體力學基本方程式8-180 6.1.2雷諾方程

8-181 6.1.3氣體潤滑計算的數值解法8-182 6.1.4氣體軸承計算模型8-182 6.2靜壓氣體軸承8-182 6.2.1概述8-182 6.2.2氣體靜壓軸承工作原理及其特點8-183 6.2.3氣體靜壓軸承的設計8-183 6.3氣體動壓軸承8-185 6.3.1動壓氣體軸承計算模型8-185 6.3.2氣體動壓徑向軸承8-185 6.3.3氣體動壓刻槽推力軸承8-190 6.3.4氣體動壓刻槽球形軸承8-193 6.4擠壓膜氣體軸承8-199 6.4.1擠壓膜氣體軸承的工作原理及特點8-199 6.4.2擠壓膜氣體軸承的分類及其計算方法8-199 第7章氣體箔片軸承 7.1氣

體箔片軸承的工作原理和軸承類型8-201 7.2波箔型氣體箔片軸承的理論模型8-204 7.2.1彈性支承結構模型8-204 7.2.2氣體箔片軸承的氣彈耦合潤滑模型8-205 7.3氣體箔片軸承的靜態性能求解8-206 7.4氣體箔片軸承的動態性能求解8-207 7.5氣體箔片軸承的靜動態性能預測結果8-209 7.6推力氣體箔片軸承的靜動態性能預測8-210 第8章流體動靜壓潤滑軸承 8.1工作原理及特性8-213 8.2動靜壓軸承的結構型式8-213 8.3動靜壓軸承設計的基本理論與數值方法8-215 8.3.1基本公式8-215 8.3.2雷諾方程8-215 8.3.3紊流模型8-21

6 8.3.4能量方程8-217 8.3.5邊界條件處理8-217 8.3.6環面節流器邊界條件8-217 8.3.7能量方程油腔邊緣邊界條件8-218 8.3.8其他邊界條件8-218 8.4動靜壓軸承性能計算8-218 8.4.1靜特性計算8-218 8.4.2動特性計算8-220 8.4.3動靜壓軸承性能計算程式8-220 8.4.4程式框圖8-220 8.5動靜壓軸承設計實例8-220 8.6動靜壓軸承主要參數選擇與確定8-223 8.6.1結構參數中的主要參數選擇8-223 8.6.2運行參數中的主要參數選擇8-223 第9章電磁軸承 9.1靜電軸承8-227 9.1.1靜電軸承的基

本原理8-227 9.1.2靜電軸承的分類8-227 9.1.3靜電軸承的常用材料與結構參數8-227 9.1.4靜電軸承的設計與計算8-228 9.1.5應用舉例——靜電軸承陀螺儀8-228 9.2磁力軸承8-229 9.2.1磁力軸承的分類與應用8-230 9.2.2磁力軸承的性能計算8-233 9.2.3磁力軸承的材料8-235 第10章智能軸承 10.1智能軸承的分類8-236 10.2滾動智能軸承8-236 10.3滑動智能軸承8-237 10.3.1幾何形狀可變軸承8-237 10.3.1.1狀態可調橢圓軸承8-237 10.3.1.2壓電陶瓷驅動的智能橢圓軸承8-237 10.3

.1.3狀態可調錯位軸承8-238 10.3.1.4支點可變可傾瓦軸承8-238 10.3.1.5液壓控制柔性軸瓦軸承8-239 10.3.1.6可控徑向油膜軸承8-239 10.3.1.7幾何形狀可變軸承8-240 10.3.1.8軸向止推智能軸承8-241 10.3.2支撐結構可變軸承8-241 10.3.3機電系統控制的智慧軸承8-241 10.3.4液壓系統控制的智慧軸承8-242 10.3.4.1主動潤滑可傾瓦軸承（以液壓系統作為軸承潤滑系統）8-242 10.3.4.2可控擠壓油膜阻尼軸承（以液壓系統作為控制執行器或執行機構）8-243 10.3.5應用新材料（特殊材料）控制的智慧

軸承8-243 10.3.6主動磁軸承8-245 參考文獻8-246

磁阻式無段變速腳踏式健身器材之設計與開發

為了解決小彈簧 轉速的問題，作者陳竑璋 這樣論述：

本研究旨在設計「磁阻式無段變速腳踏式健身器材」，其目標族群以高齡者為主要對象，並且此健身器材放置地點為社區公園之戶外場所，利用居家附近設置之健身器材，即能有效地使人體之肌肉和骨質達到鍛鍊目的，使其人體自身之骨骼肌與骨質密度不因老化漸漸地減少，故採用無段變速傳動系統，因其具有無限速比，可依據使用者本身自行變更其速比，阻力部分選用為非接觸式的磁阻力，主要考量其摩擦消耗成本問題。實驗驗證部分，從參數組合中最適用於高齡者所踩踏無段變速傳動(CVT)系統之組合為原廠驅動普利盤和離心滾子(普利珠)總重270g搭配最小彈簧係數0.12kg/mm所量測之無段變速輸出軸最低轉速為1592rpm，以及考量人體踩

踏自行車之轉速範圍100rpm~120rpm，故增加一增速齒輪組合其比值為1:12，使人體踩踏時不因轉速過低而失去作動。有無附加磁阻力轉速實驗結果，其無段變速輸出軸無附加磁阻力之轉速為1592rpm，附加磁阻力之轉速變成1741rpm，兩者轉速相差將近149rpm。訂定固定轉速檔位實驗結果，其無附加磁阻的作動平衡點轉速為708rpm，而有附加磁阻的作動平衡點轉速為773rpm，此現象則是離心滾子總重與作用力成正比，但是與轉速成反比。器材分析部分，利用ANSYS模擬分析，將鋁擠型機架外殼和腳踏組合做其應力應變分析以及安全係數，鋁擠型機架外殼於施加490N的力矩結果，初始版本最大應力為82.86M

Pa、安全係數為3.37、變形量為0.94mm，而更改版本最大應力為43.27MPa、安全係數為6.47、變形量為0.86mm，而腳踏組合更改版本施加一294N垂直正向力結果，其初始版本之最大應力為1502.8MPa、安全係數為0.14、變形量為7.49mm，故必須更改設計的地方為縮短軸心長度和重新設計腳踏曲柄之外型特徵，其更改版本之最大應力為180.4MPa、安全係數為1.15、變形量為1.27mm。