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研究生:張政鈞
論文名稱:牙科手機微型筒夾之設計與分析
論文名稱(外文):Design and analysis of the dental handpiece mini-chuck
指導教授:陳明飛陳明飛引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:機電工程學系
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:牙科手機微型筒夾最佳化
外文關鍵詞:Dental handpieceMiniature chuckOptimization
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本研究利用電腦輔助設計軟體,針對牙科手機渦輪轉子進行內部微型筒夾元件結構設計。當使用者按壓手機頭部,將使楔型推鈕推開微型筒夾進行鑽針的取放。利用電腦輔助分析軟體進行微型筒夾應力與變形模擬,探討按壓距離與微型筒夾直徑開度的關係,並分析微型筒夾夾持鑽針時因變形所產生的應力,以分析結果作為結構設計改善之基礎。再將微型筒夾開槽形狀作為設計變數,進行最佳化設計與分析,由此完成微型筒夾之結構設計。再進一步以小批量化的實驗結果進行設計驗證,確認此一結構設計的可行性,以作為牙科手機微型筒夾設計與發展之參考。
This study covers the utilization of CAD to design a miniature chuck component of a dental handpiece turbine. A wedge button is pressed to open the miniature chuck to allow a dentist to set the burr every time the head-cap of the tool is pressed. We analyzed the stress and deformation of the chuck by employing a CAD program. In addition, the relationship between the wedge button distance and the chuck bore diameter, along with the stress to the chuck clip, was analyzed to improve the design outcome. Finally, we found a way to optimize the design by setting the shape of the chuck as a major design variable.
A small quantity of prototypes were produced to verify the design results and allow for further refinement and development of the dental handpiece.

封面內頁
簽名頁
授權書
中文摘要 IV
Abstract V
謝 誌 VI
目 錄 VII
圖目錄 XI
表目錄 XV

第一章 緒 論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 2
1-3 文獻回顧 3
第二章 牙科手機與夾持機構介紹 6
2-1 牙科手機種類區分 6
2-2 結構與驅動原理 9
2-3 夾持機構及其特性 11
2-4 筒夾材料選用 14
2-4-1 不銹鋼的性質 15
2-4-2 熱處理與金相組織 17
第三章 微型筒夾應力簡化理論分析 22
3-1 機構元件介紹 22
3-2 初步應力分析 26
3-3 初步應力分析結論 35
第四章 微型筒夾有限元模擬分析 36
4-1 有限元素法基本概念 38
4-2 幾何模型建立 39
4-3 有限元素模擬參數與設定 40
4-3-1 分析時之物理量單位 40
4-3-2 材料性質 42
4-3-3 邊界條件設定 43
4-4 筒夾原始構型與初步改良分析 46
4-4-1 原始構型應力分析 47
4-4-2 初步改良構型應力分析 50
4-5 筒夾改良構型最佳化設計與分析 55
4-5-1 最佳化設計概論 55
4-5-2 最佳化數學模型 55
4-5-3 最佳化流程 57
4-5-4 筒夾構型最佳化分析 58
4-5-5 最佳化分析結果 59
4-5-6 最佳化結果探討 62
第五章 微型筒夾性能檢測實驗 67
5-1 按壓行程與筒夾開度實驗 67
5-1-1 實驗設備、目的與方法 67
5-1-2 實驗結果 69
5-2 筒夾按壓力實驗 69
5-2-1 實驗設備、目的與方法 69
5-2-2 實驗結果 72
5-3 筒夾夾持力實驗 73
5-3-1 實驗設備、目的與方法 73
5-3-2 實驗結果 75
5-4 筒夾按壓耐久實驗 76
5-4-1 實驗目的、方法與設備 76
5-4-2 實驗結果 78
5-5 結果與討論 78
第六章 結論與未來展望 80
6-1 結論 80
6-2 未來展望 81
參考文獻 82

圖目錄
圖2-1 牙科治療台( Sirona®) 6
圖2-2 高速牙科手機、快速接頭(Kavo®)與氣源管 7
圖2-3 慢速牙科手機、氣動馬達(Kavo®)與氣源管 7
圖2-4 洗牙手機、快速接頭(NSK®)與氣源管 8
圖2-5手術用骨刀、電動馬達及控制器(NSK®) 8
圖2-6 植牙手機、電動馬達及控制器(NSK®) 9
圖2-7 高速牙科手機結構 9
圖2-8 治療台導管接頭形式 10
圖2-9 牙科手機頭部剖面圖 12
圖2-10 SUS420F材料組織良好(500倍) 20
圖2-11 SUS420F材料組織不良(500倍) 21
圖2-12 SUS420F材料組織不良(1000倍) 21
圖3-1 微型筒夾 23
圖3-2 楔形推鈕 24
圖3-3 轉軸 24
圖3-4 轉軸組件 25
圖3-5 筒夾細部尺寸圖 27
圖3-6 筒夾斷面簡化分析圖 27
圖3-7 對應變位所施加外力示意圖 28
圖3-8 筒夾內徑尺寸示意圖 29
圖3-9 筒夾變形示意圖 30
圖3-10 最大應力位置示意圖 31
圖3-11 鑚針置入變形示意圖 33
圖3-12 鑚針受力示意圖 34
圖4-1 微型筒夾有限元素分析流程 37
圖4-2 初始結構設計 40
圖4-3 邊界條件(限制) 44
圖4-4 邊界條件(限制與位移) 45
圖4-5 網格劃分 46
圖4-6 夾持點最小孔徑計算 47
圖4-7 原始設計按壓0.6mm時應力分析圖 48
圖4-8 原始設計按壓0.65mm時應力分析圖 48
圖4-9 原始設計按壓0.7mm時應力分析圖 49
圖 4-10 機械加工機用筒夾 50
圖4-11 初步修改模型 50
圖4-12 初步修改模型網格圖 51
圖4-13 初步修改設計按壓0.6mm時應力分析圖 52
圖4-14 初步修改設計按壓0.65mm時應力分析圖 52
圖4-15 初步修改設計按壓0.7mm時應力分析圖 53
圖4-16 初步修改設計之鑚針夾持應力 54
圖4-17 筒夾最佳化設計流程 57
圖4-18 設計變數(單位mm) 58
圖4-19 目標函數最佳化收斂圖 60
圖4-20 限制條件最佳化收斂圖 60
圖4-21 限制條件與設計變數(DV1)局部趨勢圖 60
圖4-22 限制條件與設計變數(DV2)局部趨勢圖 61
圖4-23 限制條件與設計變數(DV3)局部趨勢圖 61
圖4-24 限制條件與設計變數(DV4)局部趨勢圖 61
圖4-25 限制條件與設計變數(DV5)局部趨勢圖 62
圖4-26 按壓行程與筒夾最佳化設計應力 63
圖4-27 按壓行程0.5mm與筒夾應力 64
圖4-28 按壓行程0.6mm與筒夾應力 64
圖4-29 夾持1.6mm鑚針與筒夾應力 65
圖5-1 U型工具 67
圖5-2 電子式微小徑精密比測儀 68
圖5-3 機械式推拉力計 70
圖5-4 標準圓棒 70
圖5-5 筒夾按壓力實驗(一) 71
圖5-6 筒夾按壓力實驗(二) 72
圖5-7 小型扭力計 73
圖5-8 筒夾拔出力量測 74
圖5-9 筒夾夾持扭力量測 75
圖5-10 往復式按壓壽命測試台 76
圖5-11 筒夾按壓耐久實驗與次數設定 77

表目錄
表2-1 SUS420F化學成分 16
表2-2 SUS420F熱處理溫度及硬度 19
表3-1 筒夾設計要求 25
表3-2 筒夾之材料性質 31
表4-1 不同單位制的物理量單位 41
表4-2 模擬分析物理量單位 42
表4-3 有限元分析之材料性質 43
表4-4 邊界條件 44
表4-5 按壓行程與應力(原始設計) 47
表4-6 按壓行程與應力(初步修改) 51
表4-7 鑚針夾持應力(初步修改) 53
表4-8 設計變數範圍(單位mm) 59
表4-9 設計最佳化數值(單位mm) 59
表4-10 按壓行程與筒夾最佳化應力分析結果 63
表4-11 夾持鑚針與筒夾最佳化應力分析結果 65
表5-1 按壓距離與筒夾開度 69
表5-2 按壓力實驗結果 72
表5-3 夾持力實驗結果 75
表5-4 筒夾按壓耐久實驗結果 78



1. P. Baron, “ The Development of Dentistry 1000-2000”, The Lancet, Vol. 354, Page SIV11,Dec. 1999。
2. J. E. Dyson and B. W. Darvell, “Aspects of the design of modern dental air turbine handpieces”, Australian Dental Journal, Vol. 38, No. 6, pp. 456-470, 1993。
3. J. E. Dyson, “ Aspects of the Behavior and Design of Dental High Speed Ball Air Turbine Handpieces”, Ph.D. Thesis, University of London, 1993。
4. D. L. Leoard, D.D.S. and D.G.. Charlton D.D.S., M.S.D. “Performance of high-speed dental handpieces subjected to simulated clinical use and sterilization”, The Journal of the American Dental Association, Vol. 130, pp. 1301-1311,Sep. 1999。
5. 李昆遠, “高速空氣渦輪牙科手機性能測試研究”, 國立清華大學動力機械工程學系熱流組碩士論文, 民95年。
6. Y. M. Chen, T. Y. Wu, and C. P. Chiang , “Modeling and simulation considerations of a micro-chuck mechanism ”, Proceedings of the 35th International MATADOR Conference, Vol.12, pp.281-284, 2007。
7. 祁宏志, “彈簧夾頭的熱處理工藝”, 製造技術與機床 2002年第11期 pp. 36-38。
8. International Organization for Standardization, “ Dental handpieces-Hose connectors ”, International Standard, ISO 9168, 1991。
9. International Organization for Standardization, “ Dental handpieces-Part 1:High-speed air turbine handpieces ”, International Standard, ISO 7785-1, 1999。

10. 李承律, “AISI 440C不銹鋼回火麻田散鐵之電子顯微鏡組織研究”, 國立臺灣大學材料科學與工程學研究所碩士論文, 民90年。
11. 小栗富士雄、小栗達男, “鐵及鋼之JIS規格”, 標準機械設計圖表便覽增補二版, p3a-27, 臺隆書店。
12. 李金山、吳炳南、陳石法、張添財、蔡希杰, “機械材料”, p177、pp.207-208, 高立圖書, 1992。
13. Carpenter Technology Corporation, “Carpenter Stainless Type 420F ”, Technical Datasheet, 1986。
14. 黃昆昇, “光碟機機體振動分析與最佳化設計”, 大葉大學機械工程學系碩士論文, 民94年。
15. 戴文聖, “鋁輪圈應力分佈改善與最佳化設計”, 大葉大學機械工程學系碩士論文, 民95年。

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1. 李靜雯:〈論「限制式寫作」題組在國中寫作教學中的運用—鎖定「運用詞彙」的能力〉,《國文天地》第22卷第7期,2006年12月
2. 仇小屏:〈非傳統作文命題探析〉,《人文及社會學科教學通訊》第12卷第4期,2001年12月
3. 林素珍:〈由新型作文談閱讀與寫作的關係〉,《國文天地》第25卷第5期,2009年10月
4. 王志成:〈近五年來大陸「中考」作文試題最新趨勢分析(上)(下)〉,《人文及社會學科教學通訊》第4卷第5期,1994年2月
5. 王志成:〈四十年來大陸高考(大學聯考)作文試題鳥瞰〉,《國文天地》第9卷第1期,1993年6月
6. 王志成:〈大陸高考(大學聯考)作文評分方式的突破〉,《國文天地》第9卷第2期,1993年7月
7. 王年双:〈讀書心得寫作的策略與評量〉,《國文天地》第25卷第5期,2009年10月
8. 林素珍:〈試論國中學生讀、寫能力之結構關係——以語文輔導為中介變項的觀察〉,《輔仁國文學報》第29期,2009年10月
9. 林義烈:〈高中及五專聯考作文出題的趨勢〉,《國文天地》第5卷第1期,1989年6月
10. 晏亦程:〈靈感來自力學--兼談學生作文問題〉,《國文天地》第4卷第8期,1989年1月
11. 連文萍:〈看看別人,想想自己--台灣與大陸高中聯考作文試題比較研究〉,《人文及社會學科教學通訊》第4卷第5期,1994年2月
12. 陳智弘:〈作文課,開心玩〉,《國文天地》第19卷第5期,2003年10月
13. 陳滿銘:〈偏離理論在作文教學上之運用〉,《國文天地》第23卷第4期,2007年9月
14. 黃培青:〈92 年大學學力測驗作文現象析探〉,《人文及社會學科教學通訊》第13卷第6期,2003年4月
15. 劉醇鑫:〈海峽兩岸高中聯考作文試題之探討〉,《國文天地》第8卷第7期,1992年12月
 
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