臺灣博碩士論文加值系統

鉋木機問世已經有數十年的歷史，從傳統的手壓式鉋木機(單面鉋)到雙面鉋木機(切削木材上下兩面)再進步到四面鉋木機(切削木材四個面)，其最主要的用途是將木材的切削成平面可用於木建材與備料或利用成型刀具切削成特殊形狀用於木質地板或傢俱，所以鉋木機可以稱為木頭的工作母機。
近年來隨著人力成本地逐漸增加使得鉋木機朝著自動化與高產能化發展，為滿足高速切削的需求須提升鉋木機主軸轉速與機構強度。
本論文主要研究四面鉋木機之上水平刀組合整體應力分析，利用有限元素分析法，其結果作為設計改善的依據。
其上刀組合經過四個階段改善之後將上刀組合運轉頻率與基礎總體系之自然頻率比值大於2之要求。

Moulders come out with several years of history， from traditional hand jointer (single-sided planing) to double-sided Planers (cutting wood up and down both sides) and then progress to the four-side moulder (cutting wood four Planers surface)，its main purpose is the cutting of the timber into the plane can be used for wood building materials and spares or forming cutting tool into a special shape for wooden floors or furniture， Moulders can be called wood workhorses.

In recent years，with the human cost to the gradually increased makes moulders spindle speed and institutional strength need to upgrade in order to meet the demand of high-speed cutting development towards automation and high-yielding.

This research mainly investigates moulders upper spindle combination overall stress analysis using finite element analysis， and its results as a basis for design improvement.

The Upper spindle combination import CAD (Computer Aided Design) and CAE (computer aided engineering) in the initial stage to significant reduction in the development of design time and cost.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章 序 論 1
1-1研究動機與背景 1
1-2 研究目的 3
1-3 研究方法與流程 6
1-4 本文架構 8
第二章 四面鉋木機簡介與文獻回顧 9
2-1 四面鉋木機簡介 9
2-1-1機台底座 10
2-1-2上輸送機台 11
2-1-3下水平刀軸組合 12
2-1-4右立軸組合 13
2-1-5左立軸組合 14
2-1-6進料檯面組合 15
2-1-7水平上刀組合 17
2-2結構力學基礎理論 18
2-3振動學基礎理論 19
2-3-1振動學分析種類 20
2-3-2周期、頻率、振幅 21
2-3-3自然頻率 22
2-3-4共振 23
2-3-5振動模態 23
2-4有限元素法 24
2-4-1有限元素法的基本概念 24
2-4-2 ANSYS有限元素分析軟體介紹 25
第三章 四面鉋木機水平上刀組合結構優化程序 27
3-1水平上刀組合構造說明 27
3-2分析步驟 28
3-2-1數位模型簡化 28
3-2-2網格建置 29
3-2-3參數設定 30
3-2-4 分析結果與討論 31
第四章 分析結果與改善設計 32
4-1原始設計模態分析結果 34
4-2第一階段改善設計 37
4-3第二階段改善設計 43
4-4第三階段改善設計 47
4-5第四階段改善設計 52
4-5-1驗證分析 57
第五章 結論與未來展望 61
5-1結論 61
5-2未來展望 62
參考文獻 65












圖目錄
圖 1 1四面鉋木機示意圖 1
圖 1 2 本論文研究之四面鉋木機 5
圖 1 3 四面鉋木機的上刀組合 5
圖 1 4 研究流程圖 7
圖 2 1鉋木機刀軸示意圖 9
圖 2 2 四面鉋木機鑄造機台底座示意圖 10
圖 2 3 鉋木機上輸送機台示意圖 11
圖 2 4 上輸送機台壓料鋼輪示意圖 12
圖 2 5 下刀組合示意圖 13
圖 2 6 右立軸組合示意圖 14
圖 2 7 左立軸組合示意圖 15
圖 2 8進料檯面組合示意圖 16
圖2 9進料檯面功用示意圖 16
圖 2 10上水平刀軸組合示意圖 17
圖 2 11應力應變圖(15) 19
圖 2 12質塊位移示意圖 22
圖 3 1 上刀組合示意圖 27
圖 3 2三維網格 29
圖 4 1 分析條件設定說明圖 33
圖 4 2 水平上刀組合網格示意圖 33
圖 4 3 水平上刀組合圖，頻率1 ，58.679HZ 35
圖 4 4水平上刀組合圖，頻率2 ，120.25HZ 35
圖 4 5水平上刀組合圖，頻率3 ，137.9HZ 36
圖 4 6水平上刀組合圖，頻率4 ，172.72HZ 36
圖 4 7水平上刀組合圖，頻率5 ，204.92 HZ 37
圖 4 8 水平上刀托板示意圖 38
圖 4 9 水平上刀組合示意圖 38
圖 4 10水平上刀托板示意圖 39
圖 4 11水平上刀組合圖，頻率1 ，96.36HZ 40
圖 4 12水平上刀組合圖，頻率2 ，120.39HZ 40
圖 4 13水平上刀組合圖，頻率3 ，164.61HZ 41
圖 4 14水平上刀組合圖，頻率4 ，177.47HZ 41
圖 4 15水平上刀組合圖，頻率5 ，205.57HZ 42
圖4 16 上刀托板示意圖 43
圖 4 17水平上刀組合圖，頻率1 ，99.097HZ 44
圖 4 18水平上刀組合圖，頻率2 ，120.39HZ 45
圖 4 19水平上刀組合圖，頻率3 ，164.96HZ 45
圖 4 20水平上刀組合圖，頻率4 ，177.48HZ 46
圖4 21水平上刀組合圖，頻率5 ，204.39HZ 46
圖 4 22 上刀托板示意圖 47
圖 4 23 上刀托板示意圖 48
圖 4 24水平上刀組合圖，頻率1 ，107.5HZ 49
圖 4 25水平上刀組合圖，頻率2 ，123.89HZ 49
圖 4 26水平上刀組合圖，頻率3 ，163.37HZ 50
圖4 27水平上刀組合圖，頻率4 ，179.53HZ 50
圖4 28水平上刀組合圖，頻率5 ，248.88HZ 51
圖 4 29上刀托板示意圖 52
圖 4 30水平上刀組合圖，頻率1 ，102.54HZ 53
圖 4 31水平上刀組合圖，頻率2 ，123.82HZ 54
圖 4 32水平上刀組合圖，頻率3 ，160.67HZ 54
圖 4 33水平上刀組合圖，頻率4 ，179.14HZ 55
圖 4 34水平上刀組合圖，頻率5 ，248.22HZ 55
圖 4 35 網格加密示意圖 57
圖 4 36水平上刀組合圖，頻率1 ，101.77HZ 58
圖 4 37水平上刀組合圖，頻率2 ，119.87HZ 59
圖 4 38水平上刀組合圖，頻率3 ，159.31HZ 59
圖 4 39水平上刀組合圖，頻率4 ，175.74HZ 60
圖 4 40水平上刀組合圖，頻率5 ，214.05HZ 60














表目錄
表 1 1台灣木工機械出口總值比較表 2
表 1 2木工機械五大產國出口值比較表 3
表 4 1原始設計模態分析表 34
表 4 2改善設計模態分析表 39
表 4 3第二階段改善設計模態分析 44
表4 4 第三階段改善設計模態分析 48
表 4 5 第四階段改善設計模態分析 53
表 4 6 設計驗證模態分析 58

中文文獻
(1)王栢村，2001，《電腦輔助工程分析之實務與應用》，全華科技圖書股份有限公司， 台北，p9-10~9-14
(2)王栢村，2007，”振動知多少”，《科學發展》，第413期，pp.46-52
(3)王傑兒、陳惠華、溫子衡，2005，《工程力學II》，復文書局，台南，pp.14-1
(4)杜平安，1998，《結構有限元分析建模方法》，機械工業出版社，北京
(5)原著Hibbeler，譯者溫烱亮等人，2007，《應用力學-動力學(SI版)》，普林斯頓國際有限公司，新北市，p549~552
(6)陳文照、曾春風、游信和，2005《材料科學與工程導論》，高力圖書有限公司，台灣新北市
(7)陳煌銘，1986，《振動基礎分析與設計》，科技圖書股份有限公司，台灣台北，pp.179
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(9)張朝暉，2010，《ANSYS12.0結構分析工程應用實力解析》，機械工業出版社，北京
(10)張應遷、張洪才，2010，《ANSYS有限元素分析從入門到精通》，人民郵電出版社，北京
(11)楊宗樺，2005，”牙齒矯正之三維有限元素分析”，國立台灣科技大學機械工程系，碩士論文 英文文獻
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(13)E. Paul DeGarmo，JT.Black，Ronald A.Kohser，1997，”Materials and Processes in Manufacturing(Eighth Edition)”，Prentice-Hall International，U.S.A.，pp.40
網路資料
(14)台灣區木工機械工業同業公會 http://www.twma.org.tw/cht/front/bin/home.phtml
(15)木工機具雜誌社 http://www.interwood.tw