崑山科技大學機械工程系

專題報告

題 目:射 出 成 型 機 之 機 構 模 擬 分 析

指導教授 : 朱紹舒

專題生: 朱永成 4900H223

廖家豪 4900H203

黃建霖 4900H175

中 華 民 國 九 十 四 年 四 月

I

學生專題電子檔基本之料表

專題學生姓名及學號:

朱永成 4900H223

黃建霖 4900H175

廖家豪 4900H203

電子郵件信箱 主要聯絡信箱: gdsismyname@yahoo.com.tw

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Yes NO

科系名稱: 機械工程系

學制: 四技日間部

學年度: 93 學年度

學期: 第二學期

專題名稱: 射出成型機之機構模擬

頁數: 56 頁

關鍵字(中): 射出成型機

關鍵字(英): Injection Molding Machine

II

前言

現今工業界發達,射出成型機從以前到現在依然扮演著重大的

角色,他所生產的成品量多而數度快,然而大部分量產的小零件都必須

依賴他來運作。但是射出成型機機型龐大,組裝過程費時,所以就有研

究人員從事研究機型,以縮小機型,藉以節省材料降低成本,竟而對以

往龐大笨重的看法給予改觀,因此我們就從這收尋靈感,從小部分結構

進行分析,然後循序漸進在進行其他結構的分析,已達研究目標。

指導老師簽名:

III

目 錄

前言……………………………………………………………………...II

目錄……………………………………………………………………..III

圖目錄…………………………………………………………………V

第一章 Visual Nastran Desktop軟體介紹………………………………1

1-1 VisualNastran Desktop簡介…………………………………1

1-2 VisualNastran Desktop使用者介面…………………………2

第二章 射出成型機之零件圖與組合圖………………………………..4

2-1 射出成型機之 2D 零件圖………………………………….4

2-2 射出成型機之 3D零件圖…………………………………..9

2-3 射出成型機之組合圖……………………………………17

第三章 射出成型機機構運動與分析…………………………………18

3-1 射出成型機之運動模擬………………………………...18

3-1-1 相關分析零件之標示圖…………………………….....18

3-1-2 分析之相關設定…………………………………….....19

3-1-3 分析之運動軌跡…………………………………….....20

3-2 分析結果之曲線圖……………………………………….23

3-2-1 活動機壁之曲線圖與數值……………………………...23

3-2-2 曲肘B之曲線圖與數值………………………………..27

IV

3-2-3 曲肘 C 之曲線圖與數值……………………………….31

3-2-4 曲肘 D 之曲線圖與數值…………………………….....35

3-2-5 曲肘連桿之曲線圖與數值…………………………….39

3-2-6 連桿之曲線圖與數值………………………………….43

3-3 問題與討論……………………………………………….47

參考文獻………………………………………………………………..48

V

圖 1-2.1 VisualNastran Desktop 的整個使用介面…………...2

圖 2 - 1 . 1 前固定機壁… … … … … … … … … … … … … … … … 4

圖 2-1.2 活動機壁 …………………………………………………….4

圖 2-1.3 後機壁 ……………………………………………...................5

圖 2-1.4 曲肘 A…………………………………………………………...5

圖 2-1.5 曲肘 B…………………………………………………………..6

圖 2-1.6 曲肘 C………………………………………………..................6

圖 2-1.7 曲肘 D…………………………………………………………..7

圖 2-1.8 曲肘連桿………………………………………………………..7

圖 2-1.9 大柱……………………………………………………………..8

圖 2-1.10曲肘軸………………………………………………………….8

圖 2-1.11 連桿肘…………………………………………………………9

圖 2-1.12曲肘連桿定位銷……………………………………………….9

圖 2-2.1前固定機壁…………………………………………………….10

圖 2-2.2活動機壁……………………………………………………….10

圖 2-2.3後機壁………………………………………………………….11

圖2-2.4曲肘A…………………………………………………………..11

圖2-2.5曲肘B…………………………………………………………..12

圖2-2.6曲肘C…………………………………………………………..12

VI

圖 2-2.7 曲肘 D………………………………………………………….13

圖 2-2.8曲肘連桿……………………………………………………….13

圖 2-2.9大柱…………………………………………………………….14

圖 2-2.10曲肘軸………………………………………………………...14

圖 2-2.11 連桿軸………………………………………………………..15

圖 2-2.12 曲肘連桿定位銷……………………………………………..15

圖 2-2.13 連桿…………………………………………………………..16

圖 2-3.1 射出成型機組合圖……………………………………………17

圖 3-1.1相關分析零件標示圖………………………………………….18

圖 3-1.2 分析之設定……………………………………………………19

圖 3-1-3.1作動軌跡A…………………………………………………..20

圖 3-1-3.2 作動軌跡 B…………………………………………………..20

圖 3-1-3.3 作動軌跡 C…………………………………………………..21

圖 3-1-3.4 作動軌跡 D…………………………………………………..2

圖3-1-3.5作動軌跡E…………………………………………………...22

圖 3-2-1.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….23

圖 3-2-1.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..24

圖 3-2-1.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….25

圖 3-2-1.4位置(Position)曲線圖………………………………………..26

VII

圖 3-2-2.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….27

圖 3-2-2.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..28

圖 3-2-2.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….29

圖 3-2-2.4位置(Position)曲線圖………………………………………..30

圖 3-2-3.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….31

圖 3-2-3.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..32

圖 3-2-3.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….33

圖 3-2-3.4位置(Position)曲線圖………………………………………..34

圖 3-2-4.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….35

圖 3-2-4.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..36

圖 3-2-4.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….37

圖 3-2-4.4位置(Position)曲線圖………………………………………..38

圖 3-2-5.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….39

圖 3-2-5.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..40

圖 3-2-5.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….41

圖 3-2-5.4位置(Position)曲線圖………………………………………..42

圖 3-2-6.1 速度(Velocity)曲線圖……………………………………….43

圖 3-2-6.2 加速度(Acceleration)曲線圖………………………………..44

圖 3-2-6.3線性衝量(Linear Momentum)曲線圖……………………….45

VIII

圖 3-2-6.4位置(Position)曲線圖………………………………………..46

1

第一章 MSC. VisualNastran Desktop 軟體介紹

1-1 VisualNastran Desktop 簡介

VisualNastran Desktop 為一專業之機構運動模擬軟體,它可經由

CAD 完成之成品,直接轉入本軟體內,進行機構運動模擬。現在產品設

計幾乎都是直接利用 3D CAD 設計軟體,有了 3D 數位化模型之後,再

利用同一筆資料做先期的產品功能測試,以減少後製成的錯誤。

VisualNastran Desktop不只提供了模擬真實世界的機構運動,更加入了

簡易的應變應力分析,其總共包含以下五種模組:

1.模型瀏覽模組(VisualNastran View):可接受 CAD 軟體所產生之零

件、組立件,提供模組的預覽、量測的功能,其能接受的檔案格式如下:

(1)直接介面:Solidedge,Solidwork,Pro/e,Autocad….

(2)3D 檔案格式:XDB,STL,IGES,STEP,SAT,X-T,SLDPRT,SLDPRT

(3)2D 檔案格式:DXF,DWG,BMP,TIF,GIF…

2.視覺擬真化模組(VisualNastran Studio):可模擬像攝影棚一樣的環境,

可對 3D 模型貼上材質,讓模型看起來更接近真實物件,也可設定所需

的燈光,訂定攝影所走的路線,再把它輸出成AVI影像檔,使產品產是更

生動。

3.動態機構模擬組(VisualNastran Motion):提供機構模擬所需之限制條

件設定,如物體間之連結關係,如滑行對、旋轉對、固定對…..。另外還

2

有驅動條件重力、馬達、物體間碰撞干涉檢查….等。

4.有限元素分析模組(VisualNastran FEA):直接連結 CAD 所產生之零

件檔,或經由標準轉檔格式轉入 VisualNastran 內,做應力應變或變形之

分析。

5.4D 分析功能(VisualNastran 4D):結合動態機構模擬與有限元素分析,

讓設計者能更清楚的了解,元件在運動狀態下受力情況,變形狀況等。

1-2VisualNastran Desktop 使用者介面

圖 1-2.1 VisualNastran Desktop 的整個使用介面:

3

圖形工作區:顯示 3D 立體模型的外型,並可利用滑鼠放大、縮小、旋

轉….,檢視零件或組立件。

物件列:表列出檔案內所有名稱,以及所有之關係條件…等。

關係列:當從物件列點選某物件時,關係列即會顯示該物件及其他與此

物件相關的物件,或相關條件。

播放控制列:包括運動模擬、停止、到帶、歸零等選項,提供控制運動

模擬的進行。

下拉功能表:如一般Windows軟體把所有的指令,歸類放置於所屬的區

域,當用滑鼠點選所屬項目時,即會有下拉選項出現,提供更進一步指

令選擇。

指令列:提供常用之指令選項,以簡單之圖形表示點選相對應之圖形指

令時,即直接使用該指令功能。

4

第二章 射出成型機之零件圖與組合圖

2-1 射出成型機之 2D 零件圖

首先將射出成型機所要分析之零件,用 Auto CAD 繪製成零件圖,

分別如下:

圖 2-1.1 前固定機壁

圖 2-1.2 活動機壁

5

圖 2-1.3 後機壁

圖 2-1.4 曲肘 A

6

圖 2-1.5 曲肘 B

圖 2-1.6 曲肘 C

7

圖 2-1.7 曲肘 D

圖 2-1.8 曲肘連桿

8

圖 2-1.9 大柱

圖 2-1.10 曲肘軸

9

圖 2-1.11 連桿肘

圖 2-1.12 曲肘連桿定位銷

2-2 射出成型機之 3D 零件圖

將繪製完成的 2D 零件圖,再利用 Pro/Engineer 繪製成 3D 零件圖,

以做轉入 VisualNastran Desktop 機構模擬分析軟體之後續動作,以下

為射出成型機零件之 3D 圖:

10

圖 2-2.1 前固定機壁

圖 2-2.2 活動機壁

11

圖 2-2.3 後機壁

圖 2-2.4 曲肘 A

12

圖 2-2.5 曲肘 B

圖 2-2.6 曲肘 C

13

圖 2-2.7 曲肘 D

圖 2-2.8 曲肘連桿

14

圖 2-2.9 大柱

圖 2-2.10 曲肘軸

15

圖 2-2.11 連桿軸

圖 2-2.12 曲肘連桿定位銷

16

圖 2-2.13 連桿

17

2 – 3 射出成型機之組合圖

完成零件的 3D 圖之後,再把相關的零件圖組合成組合圖,以下是

射出成型機之組合圖:

圖 2-3.1 射出成型機組合圖

18

第三章 射出成型機運動模擬曲線分析

3-1 射出成型機之運動模擬

3-1-1 相關分析零件之標示圖

最後將 3D 組合圖圖檔轉入 VisualNastran Desktop 機構模擬分析

軟體,來做最後階段的模擬分析,分別對活動機壁、曲肘 B、曲肘 C、

曲肘 D、連桿、曲肘連桿來做分析,以下是有關各零件的位置標示圖:

圖 3-1.1 相關分析零件標示圖

19

3-1-2 分析之相關設定

設定油壓缸的直線速度 100mm/s,來做以上所介紹零件的速度

(Velocity).加速度(Acceleration). 線性衝量(Linear Momentum)和位置

(Position)的分析。圖 3-1.2 為分析所設定油壓缸位置與速度:

圖 3-1.2 分析之設定

20

3-1-3 分析之運動軌跡

分析的整個作動時間為 10 秒鐘,我們將它的作動過程分別以 A、B、

C、D、E 這五個部分來做介紹,以下為這五個部分的圖:

圖 3-1-3.1 作動軌跡 A

圖 3-1-3.2 作動軌跡 B

21

圖 3-1-3.3 作動軌跡 C

圖 3-1-3.4 作動軌跡 D

22

圖 3-1-3.5 作動軌跡 E

23

3-2 分析結果之曲線圖

最後將所分析的結果用曲線圖和數值來顯示,分別將活動機壁、曲

肘 B、曲肘 C、曲肘 D、連桿、曲肘連桿,所分析結果的曲線圖跟數值

列在以下這些圖形:

3-2-1 活動機壁之曲線圖與數值

-200

-100

0

100

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Vx (mm/s) vs. time (s)

圖 3-2-1.1 速度(Velocity)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Vx m m /s1 .4 3 8 2 e -1 0 -1 4 3 .4 5 1 4 3 .4 5

速度(Velocity)數值

24

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s

圖 3-2-1.2 加速度(Acceleration)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Ax m m /s ^2

Ay m m /s ^2

Az m m /s ^2

|A| m m /s ^2

0 .0 0 0 4 7 1 9 2 -8 2 .3 5 7 2 6 .6 3 2

-1 .3 6 8 6 e -1 2 -5 .0 3 0 9 e -1 2 1 .3 6 8 6 e -1 0

5 .0 0 2 4 e -1 6 -9 .9 6 0 3 e -1 3 1 .0 5 7 e -1 2

0 .0 0 0 4 7 1 9 2 0 .0 0 0 4 7 1 9 2 8 2 .3 5 7

加速度(Acceleration)數值

25

-30000000000000

-20000000000000

-10000000000000

0

10000000000000

20000000000000

30000000000000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim

圖 3-2-1.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖

Va l u e M i n M a x

M x k g m m /s

M y k g m m /s

M z k g m m /s

|M | k g m m /s

2 4 .3 3 3 -2 .4 2 6 9 e + 1 3 2 .4 2 6 9 e + 1 3

-2 .9 8 6 3 e -1 5 -0 .0 0 3 9 4 2 4 0 .5 0 2 0 2

2 .0 5 4 4 e -1 7 -0 .0 0 4 0 8 1 3 0 .0 0 2 0 8 1 4

2 4 .3 3 3 2 4 .3 3 3 2 .4 2 6 9 e + 1 3 線性衝量(Linear Momentum)數值

26

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)

圖 3-2-1.4 位置(Position)曲線圖

Va l u e M i n M a x

x m m

y m m

z m m

1 9 8 7 .8 1 5 3 7 .9 1 9 8 7 .8

-2 6 4 .2 -2 6 4 .2 -2 6 4 .2

-3 6 6 .5 -3 6 6 .5 -3 6 6 .5

位置(Position)數值

27

3-2-2 曲肘 B 之曲線圖與數值

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)

圖 3-2-2.1 速度(Velocity)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Vx m m /s

Vy m m /s

Vz m m /s

|V| m m /s

-1 .2 5 2 9 e -1 5 -5 0 .2 6 6 5 0 .2 2

4 .0 9 8 e -1 7 -5 0 .8 5 3 5 0 .8 5 3

-1 .1 5 8 3 e -1 5 -0 .3 4 9 8 4 0 .3 4 9 8 4

1 .7 0 6 7 e -1 5 1 .7 0 6 7 e -1 5 5 9 .5 2

速度(Velocity)數值

28

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s

圖 3-2-2.2 加速度(Acceleration)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Ax m m /s ^2

Ay m m /s ^2

Az m m /s ^2

|A| m m /s ^2

-0 .0 0 0 1 6 9 9 7 -2 4 .0 4 -0 .0 0 0 1 6 9 9 7

-3 9 .7 5 4 -3 9 .8 7 2 1 .3 7 9

0 .2 7 3 4 9 -0 .1 4 7 0 8 0 .2 7 4 2 9

3 9 .7 5 5 1 5 .0 7 5 3 9 .8 7 1 加速度(Acceleration)數值

29

-600000000000

-500000000000

-400000000000

-300000000000

-200000000000

-100000000000

0

100000000000

200000000000

300000000000

400000000000

500000000000

600000000000

700000000000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim

圖 3-2-2.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖

Va l u e M i n M a x

M x k g m m /s

M y k g m m /s

M z k g m m /s

|M | k g m m /s

-1 .2 5 7 9 e -5 -5 .1 9 0 7 e + 1 1 5 .1 8 6 4 e + 1 1

3 .9 7 2 8 e -7 -5 .1 3 2 7 e + 1 1 5 .1 3 2 6 e + 1 1

-1 .1 9 8 8 e -5 -3 .5 3 1 e + 9 3 .5 3 1 1 e + 9

1 .7 3 8 1 e -5 1 .7 3 8 1 e -5 6 .1 4 7 7 e + 1 1 線性衝量(Linear Momentum)數值

30

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)

圖 3-2-2.4 位置(Position)曲線圖

Va l u e M i n M a x

x m m

y m m

z m m

1 0 7 2 .8 9 2 2 .8 5 1 0 7 2 .8

1 2 5 .2 9 -2 7 .1 8 3 1 2 5 .2 9

-3 6 9 .1 8 -3 6 9 .1 8 -3 6 8 .1 3

位置(Position)數值

31

3-2-3 曲肘 C 之曲線圖與數值

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)

圖 3-2-3.1 速度(Velocity)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Vx m m /s

Vy m m /s

Vz m m /s

|V| m m /s

1 .4 3 8 2 e -1 0 -1 1 6 .5 2 1 1 6 .5 2

-1 .0 9 2 4 e -1 6 -5 0 .8 5 3 5 0 .8 5 3

-3 .1 3 7 5 e -1 5 -0 .3 4 9 8 4 0 .3 4 9 8 4

1 .4 3 8 2 e -1 0 1 .4 3 8 2 e -1 0 1 2 0 .8 4 速度(Velocity)數值

32

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s

圖 3-2-3.2 加速度(Acceleration)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Ax m m /s ^2

Ay m m /s ^2

Az m m /s ^2

|A| m m /s ^2

0 .0 0 0 4 7 4 4 7 -6 5 .1 7 5 1 1 .5 5 3

-3 9 .7 5 4 -3 9 .8 7 2 1 .3 7 9

0 .2 7 3 4 9 -0 .1 4 7 0 8 0 .2 7 4 2 9

3 9 .7 5 5 1 6 .3 7 6 6 5 .3 3 3

加速度(Acceleration)數值

33

-1000000000000

-800000000000

-600000000000

-400000000000

-200000000000

0

200000000000

400000000000

600000000000

800000000000

1000000000000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim

圖 3-2-3.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖

Va l u e M i n M a x

M x k g m m /s

M y k g m m /s

M z k g m m /s

|M | k g m m /s

1 .0 5 5 8 -8 .5 7 1 5 e + 1 1 8 .5 7 1 5 e + 1 1

-7 .9 9 8 e -7 -3 .6 9 8 6 e + 1 1 3 .6 9 8 6 e + 1 1

-2 .3 0 8 8 e -5 -2 .5 4 4 5 e + 9 2 .5 4 4 5 e + 9

1 .0 5 5 8 1 .0 5 5 8 8 .8 8 1 6 e + 1 1 線性衝量(Linear Momentum)數值

34

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)

圖 3-2-3.4 位置(Position)曲線圖

Va l u e M i n M a x

x m m

y m m

z m m

1 4 1 7 .8 1 0 4 2 .9 1 4 1 7 .8

1 2 5 .2 9 -2 7 .1 8 3 1 2 5 .2 9

-3 6 9 .1 8 -3 6 9 .1 8 -3 6 8 .1 3

位置(Position)數值

35

3-2-4 曲肘 D 之曲線圖與數值

-200

-100

0

100

200

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)

圖 3-2-4.1 速度(Velocity)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Vx m m /s

Vy m m /s

Vz m m /s

|V| m m /s

1 .4 3 8 2 e -1 0 -1 4 3 .4 5 1 4 3 .4 5

-1 .7 6 5 1 e -2 6 -7 .6 0 6 2 e -1 4 2 .9 7 2 3 e -1 2

1 .2 1 4 3 e -2 8 -2 .1 6 1 8 e -1 4 1 .7 8 4 8 e -1 4

1 .4 3 8 2 e -1 0 1 .4 3 8 2 e -1 0 1 4 3 .4 5 速度(Velocity)數值

36

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s

圖 3-2-4.2 加速度(Acceleration)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Ax m m /s ^2

Ay m m /s ^2

Az m m /s ^2

|A| m m /s ^2

0 .0 0 0 4 7 1 9 2 -8 2 .3 5 7 2 6 .6 3 2

2 .0 7 2 1 e -1 2 -1 .2 4 4 e -1 1 1 .3 7 9 9 e -1 0

-1 .3 4 0 9 e -1 3 -6 .1 4 4 2 e -1 2 4 .9 8 1 3 e -1 2

0 .0 0 0 4 7 1 9 2 0 .0 0 0 4 7 1 9 2 8 2 .3 5 7

加速度(Acceleration)數值

37

-2000000000000

-1000000000000

0

1000000000000

2000000000000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim

圖 3-2-4.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖

Va l u e M i n M a x

M x k g m m /s

M y k g m m /s

M z k g m m /s

|M | k g m m /s

1 .4 4 7 3 -1 .4 4 3 5 e + 1 2 1 .4 4 3 5 e + 1 2

-1 .7 7 6 2 e -1 6 -0 .0 0 0 5 6 5 0 3 0 .0 2 9 8 9 5

1 .2 2 1 9 e -1 8 -0 .0 0 0 2 2 8 8 7 0 .0 0 0 1 6 4 1 3

1 .4 4 7 3 1 .4 4 7 3 1 .4 4 3 5 e + 1 2

線性衝量(Linear Momentum)數值

38

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)

圖 3-2-4.4 位置(Position)曲線圖

Va l u e M i n M a x

x m m

y m m

z m m

1 6 5 6 .5 1 2 0 6 .6 1 6 5 6 .5

1 2 5 .2 9 1 2 5 .2 9 1 2 5 .2 9

-3 6 9 .1 8 -3 6 9 .1 8 -3 6 9 .1 8

位置(Position)數值

39

3-2-5 曲肘連桿之曲線圖與數值

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)

圖 3-2-5.1 速度(Velocity)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Vx m m /s

Vy m m /s

Vz m m /s

|V| m m /s

-5 0 -1 0 4 .3 5 1 0 4 .3 5

-1 .9 6 8 9 e -1 7 -3 7 .9 7 3 7 .9 7 1

-2 .1 9 8 6 e -1 5 -0 .2 6 1 2 2 0 .2 6 1 2 2

5 0 4 9 .9 2 9 1 0 6 .4 9 速度(Velocity)數值

40

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s

圖 3-2-5.2 加速度(Acceleration)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Ax m m /s ^2

Ay m m /s ^2

Az m m /s ^2

|A| m m /s ^2

-1 5 .6 4 1 -2 5 .4 8 6 .2 7 7 2

-3 6 .4 9 5 -3 6 .6 0 2 2 2 .9 3 1

0 .2 5 1 0 7 -0 .1 5 7 7 6 0 .2 5 1 8 1

3 9 .7 0 7 1 5 .0 5 7 3 9 .8 2 3

加速度(Acceleration)數值

41

-100000000000

-80000000000

-60000000000

-40000000000

-20000000000

0

20000000000

40000000000

60000000000

80000000000

100000000000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim

圖 3-2-5.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖

Va l u e M i n M a x

M x k g m m /s

M y k g m m /s

M z k g m m /s

|M | k g m m /s

-4 .2 4 4 1 e + 1 0 -8 .8 5 7 8 e + 1 0 8 .8 5 7 8 e + 1 0

7 .6 7 e -7 -3 .2 2 3 e + 1 0 3 .2 2 3 1 e + 1 0

-1 .8 7 1 6 e -6 -2 .2 1 7 3 e + 8 2 .2 1 7 3 e + 8

4 .2 4 4 1 e + 1 0 4 .2 3 8 1 e + 1 0 9 .0 3 9 3 e + 1 0

線性衝量(Linear Momentum)數值

42

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)

圖 3-2-5.4 位置(Position)曲線圖

Va l u e M i n M a x

x m m

y m m

z m m

1 2 0 0 .3 7 3 7 .6 5 1 2 0 0 .5

-6 2 .7 5 2 -1 5 5 .0 6 -6 2 .7 5 2

-3 0 1 .8 8 -3 0 1 .8 8 -3 0 1 .2 5

位置(Position)數值

43

3-2-6 連桿之曲線圖與數值

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Vx (mm/s) Vy (mm/s) Vz (mm/s) |V| (mm/s) vs. time (s)

圖 3-2-6.1 速度(Velocity)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Vx m m /s

Vy m m /s

Vz m m /s

|V| m m /s

-1 0 0 -1 0 0 1 0 0

-1 .5 1 9 e -1 7 -0 .0 6 7 2 1 3 0 .0 5 7 1 2 7

-2 .2 0 8 1 e -1 5 -0 .0 0 0 3 9 3 0 1 0 .0 0 0 4 6 2 3 9

1 0 0 1 0 0 1 0 0

速度(Velocity)數值

44

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Ax (mm/s^2) Ay (mm/s^2) Az (mm/s^2) |A| (mm/s^2) vs. time (s

圖 3-2-6.2 加速度(Acceleration)曲線圖

Va l u e M i n M a x

Ax m m /s ^2

Ay m m /s ^2

Az m m /s ^2

|A| m m /s ^2

4 .9 7 3 8 e -1 2 -4 .3 4 2 7 e -1 1 2 .2 1 1 8 e -1 0

1 .2 1 7 7 e -9 -0 .8 2 3 6 7 1 .4 0 6 2

-1 .1 5 3 7 e -9 -0 .0 0 9 6 7 3 9 0 .0 0 5 6 6 6 5

1 .6 7 7 5 e -9 1 .4 4 4 8 e -1 1 1 .4 0 6 2

加速度(Acceleration)數值

45

-200000000000

-100000000000

0

100000000000

200000000000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Mx (kg mm/s) My (kg mm/s) Mz (kg mm/s) |M| (kg mm/s) vs. tim

圖 3-2-6.3 線性衝量(Linear Momentum)曲線圖

Va l u e M i n M a x

M x k g m m /s

M y k g m m /s

M z k g m m /s

|M | k g m m /s

-1 .3 2 3 7 e + 1 1 -1 .3 2 3 7 e + 1 1 1 .3 2 3 7 e + 1 1

-2 .0 1 0 7 e -8 -8 .8 9 6 9 e + 7 7 .5 6 1 8 e + 7

-2 .9 2 2 8 e -6 -5 .2 0 2 2 e + 5 6 .1 2 0 6 e + 5

1 .3 2 3 7 e + 1 1 1 .3 2 3 7 e + 1 1 1 .3 2 3 7 e + 1 1

線性衝量(Linear Momentum)數值

46

-400

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

x (mm) y (mm) z (mm) vs. time (s)

圖 3-2-6.4 位置(Position)曲線圖

Va l u e M i n M a x

x m m

y m m

z m m

1 2 0 0 .3 6 7 0 .3 1 2 0 0 .8

-2 6 4 .7 -2 6 4 .7 -2 6 4 .7

-3 6 6 .5 -3 6 6 .5 -3 6 6 .5

位置(Position)數值

47

3-3 問題與討論

實驗的分析結果可以發現到,各零件的速度(Velocity)曲線圖與線

性衝量(Linear Momentum)曲線圖的圖形,大致上都蠻類似的,只有些

許的差異。也察覺到活動機壁與曲肘 D 的加速度(Acceleration)曲線圖

跟線性衝量(Linear Momentum)曲線圖的圖形差異不大,因為這兩個零

件組合在一起,再加上它們的運動軌跡都是同樣的直線運動,所以位置

(Position)曲線圖的圖形看起來也蠻類似。同樣的,曲肘 B、曲肘 C 與

曲肘連桿也是一樣,但是它們的運動軌跡除了直線運動外,還加上了一

些角度變化,所以跟以上兩者的圖形差異很大。最後連桿連接油壓缸

來作動整個機構,這部分圖形的曲線沒有以上的圓滑,因為油壓缸作動

給連桿的動作,只有最單純的直線往復運動。所以加速度(Acceleration)

曲線圖的曲線高低起伏很大,其他的圖形看起來也是如此。總結以上

結果,如有角度的變化、速度的變化,都會影響到圖形的曲線,從這些地

方去研究,就可以了解圖形的變化。

48

參考文獻

1.「實戰 Pro/Engineer wildfire」,林勇志 黃朝瑜 編著,知城數位科技

股份有限公司

2. 「機構模擬」,黃錦煌 鍾光鴻 編著,全華科技圖書股份有限公司

3. 「VisualNastran 入門指引」,潘永祥 張力玉 許偉宜 編譯