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研究生:周忠良
研究生(外文):Zhong-Liang Chou
論文名稱:無滑差自動調整鉗之研發
論文名稱(外文):Research and Development of Self-Adjustable Pliers without Slip
指導教授:徐正會徐正會引用關係蔡希杰
口試委員:賴明鈞簡昭珩
口試日期:2007-06-08
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:無滑差自動調整鉗相對滑差肘節位置自動調整握把之距離
外文關鍵詞:self-adjustable pliers without slipsliptoggle positionadjust the distance between handles
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本研究係無滑差自動調整鉗之研發,根據所搜集之相關文獻回顧,發現大部分調整鉗夾持不同直徑之工件時,通常握把之距離亦會隨之改變,且當夾持工件時,往往顎夾部與工件會產生相對滑差之現象,常造成工件刮傷。於作動機構方面,利用機構合成之方法,先設計具有二個自由度之五連桿組,其中包括一個滑動運動對(prismatic pair)設計於固定顎組件之握把處,滑槽內並設有棘齒裝置,使之可自動調整把距。並同時加入肘節位置(toggle position),使鉗口放大輸出力量,讓使用者操作時更加輕鬆與省力,再於活動顎夾部分設計一旋轉運動對(revolute pair),使鉗口在夾持工件時,不會產生相對滑差現象。本研究係藉由電腦繪圖軟體Solid Works建立3D零件圖與組立圖進行動作模擬,並利用電腦輔助設計軟體Pro/Mechanica執行一系列之分析模擬過程,最後再與市面上之現有產品作比較,並探討包括夾持不同大小工件時把距變化能夠比一般調整鉗幅度小,及鉗口輸出力之機械利益能夠達到市面上產品之需求,以作為未來發展之可行性參考。
This research deals with analysis and development of slipless adjustable pliers. According to the related references of this research, most adjustable pliers will change the distance between the handle of the pliers while the pliers champs different size of workpiece. And it will slip between the jaws and the workpiece when the pliers clamp the workpiece which makes the workpiece scrape. The mechanism is designed a five links linkage which have two degree of freedom in mechanism synthesis method. It’s including a prismatic pair which is designed on the handle of the fixed jaw component, and there is a ratchet device in the slot which cans auto-focus the distance between the handle. The output force will increased in the jaws while the mechanism achieves toggle position which makes the user operate easily. Then it is designed a revolute pair on the moving jaw which makes the pliers clamp without relative slide. The research was created 3D model in Solid Words, and analyzed in Pro/Mechanica. Finally it is compared with present products and makes the distance between the handles of the pliers less then present products, and makes the Mechanical Advantage of the pliers be satisfy which can be the reference of future develop.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 簡介 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 1
1.3 調整鉗之基本構造 2
1.4 本論文之研究方向 3
第二章 調整鉗之文獻分類與分析 4
2.1 依鉗口有無滑差區分 4
2.1.1 滑差調整鉗型 4
2.1.2 無滑差調整鉗型 7
2.2 依連桿機構類型區分 10
2.2.1 開迴路運動鏈型 10
2.2.2 閉迴路運動鏈型 12
2.3 依年代及地區區分 16
2.4 文獻分類與分析之總結 18
第三章 新型無滑差自動調整鉗之機構設計 19
3.1 新型無滑差自動調整鉗之設計需求 19
3.2 新型無滑差自動調整鉗之機構合成 20
3.2.1 作動機構 20
3.2.2 初步概念骨架圖 23
3.3 新型無滑差自動調整鉗之3D模型建立 25
3.3.1 棘齒滑槽裝置 31
3.3.2 彈性限制元件 33
3.3.3 鉗口夾齒裝置 35
3.4 新型無滑差自動調整鉗之動作模擬 37
3.5 新型無滑差自動調整鉗之把距模擬分析與比較 43
3.5.1 調整鉗握把距離之定義 43
3.5.2 新型無滑差自動調整鉗夾持不同直徑工件狀態 44
3.5.3 A式調整鉗夾持不同直徑工件狀態 ..48
3.5.4 B式調整鉗夾持不同直徑工件狀態 52
3.5.5 把距比較與探討 56
第四章 新型無滑差自動調整鉗之力分析 58
4.1 新型無滑差自動調整鉗之靜力分析 58
4.1.1 Pro/Mechanica Motion模組設定 58
4.1.1.1 施力負載設定 59
4.1.1.2 材料設定 61
4.1.1.3 進行分析設定 62
4.1.2 Pro/Mechanica Motion分析結果 63
4.2 新型無滑差自動調整鉗之結構分析 67
4.2.1 Pro/Mechanica Structure模組設定 67
4.2.1.1 限制設定 67
4.2.1.2 施力負載設定 68
4.2.1.3 材料設定 70
4.2.1.4 進行分析設定 71
4.2.2 Pro/Mechanica Structure分析結果 73
4.3 鉗口夾持力測試與比較 85
4.3.1 B式調整鉗之夾持力實驗 85
4.3.2 實驗結果與比較 86
第五章 研究成果與建議 88
5.1 研究成果 88
5.2 建議與未來展望 89
參考文獻 91
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[30] Manuel Azkona, “Adjustable pliers,” U.S.Pat.6199459,2001
[31] 林建榮,「水管鉗改良結構(二)」,中華民國專利公告號:335753,1998。
[32] William A. Warheit, “Pliers tool assembly, ” U.S. Pat.5351584,1994.
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