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研究生:顏永昌
論文名稱:滾珠型自動平衡裝置搭配雙承載底座之動態分析與系統設計
論文名稱(外文):The Dynamic Analysis and System Design for the Automatic Ball Balancer with a Double Suspension System
指導教授:宋震國
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:雙承載底座
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本文主要針對滾珠型自動平衡裝置搭配雙承載底座之光碟機系統進行分析,以探討加裝自動平衡裝置後之系統動態行為,並期許能針對單承載平台在平移共振頻率低轉速下,光碟機無法進行「寫」的動作部分作一改善。
在分析的過程中,首先經由適當的假設,建立加裝自動平衡裝置後之系統數學模型,並推導出整個系統及自動平衡裝置中滾珠之動態方程式。接著對系統進行穩定度分析,並探討各個實際設計參數對自動平衡裝置減振性能之影響。而經由穩定度分析與動態模擬的結果顯示,當馬達轉速超過系統第一共振頻率之後,系統仍有不穩定的轉速區域存在。因此,未來將針對不同的設計參數進行深入的探討,而在以實驗的方式驗證理論分析的正確性後,將歸納出一套搭配滾珠型自動平衡裝置之光碟機承載底座設計法則,供未來光碟機廠商作為設計時的參考。
摘要…………………………………………………………………... I
目錄…………………………………………………………………... II
圖目錄………………………………………………………………... IV
表目錄………………………………………………………………... VI
第一章 緒論……………………………………………………..… 1
1-1 研究動機……………………………………………. 1
1-2 文獻回顧…………………………………………….. 6
1-3 研究方法與目標…………………………………….. 12
第二章 動態方程式推導與穩定度分析…………………………... 13
2-1 系統架構…………………………………………….. 15
2-2 運度方程式推導…………………………………….. 17
2-3 穩定度分析………………………………………….. 24
2-3-1 無因次化…………………………………….. 25
2-3-2 複合時間比例法…………………………….. 27
2-3-3 系統的穩態解……………………………….. 38
2-3-4 微擾法……………………………………...... 46
2-3-5 特徵方程式………………………………….. 48
第三章 參數設計與分析…………………………………………... 50
3-1 穩態時的穩定區域……………………………..…... 52
3-1-1 由共振頻率 所判斷出的穩定區域……..…
52
3-1-2 由共振頻率 所判斷出的穩定區域………..
54
3-1-3 整體系統的穩定區域……………………….. 55
3-2 系統動態響應分佈………………………………….. 57
3-2-1 Stable I 區域之系統動態模擬……………… 57
3-2-2 Stable II-a 區域之系統動態模擬……………
59
3-2-3 Stable II-b 區域之系統動態模擬……………
61
3-2-4 Stable I 與II-a 重合區域之系統動態模擬… 62
3-2-5 Unstable 區域之系統動態模擬…………….. 64
3-3 承載底座設計參數對自動平衡裝置之影響……….. 66
3-3-1 隔振墊圈剛性的影響……………………….. 66
3-3-2 調整隔振墊圈K1與K2值,比較各區域之不同及影響……………………………………... 68
3-3-3 隔振墊圈阻尼係數的影響………………….. 75
3-4 滾動摩擦阻力的影響……………………………….. 76
第四章 實驗系統架構……………………………………………... 79
4-1 實驗儀器設備……………………………………….. 79
4-2 實驗架構…………………………………………….. 83
4-3 實驗結果討論……………………………………….. 86
4-3-1 高速攝影機拍攝結果……………………………… 86
4-3-2 振動量測結果……………………………………… 90
第五章 搭配自動平衡裝置之系統設計…………………………... 93
5-1 實驗模擬結果……………………………………….. 93
5-2 馬達速度曲線設計………………………………….. 96
第六章 結論………………………………………………………... 101
參考文獻……………………………………………………………... 103
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[14] 水野 毅(Takeshi), 北島和也, 荒木獻次, 1996, “主動式動態吸振器的利用對平衡試驗機之開發,”日本機械論文集 (C編), 62卷, 594號, pp. 510-515.
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[20] 呂宗熙、汪仁德、陳俊明,“光碟機之振動分析”,電子產品關鍵機械技術專輯,機械工業雜誌,1998年6月號,pp.127-137.
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