光碟机机蕊读写头之传动齿条弹性力臂形状参数分析

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1、有限元素法在工程上之應用期末報告報告題目：光碟機機蕊讀寫頭之傳動齒條彈性力臂形狀參數分析老師：陳申岳博士成員：黃玠鋒（精密專班1學號：9469504）黃呈福（學分班）廖秋成（學分班）郭芳盟（學分班）1.Title：光碟機機蕊讀寫頭之傳動齒條彈性力臂形狀參數分析本組研究主題乃是針對光碟機機蕊讀寫頭(圖1)之傳動齒條彈性力臂形狀參數進行分析，以便於了解在不同的彈性力臂形狀參數下，蝸桿蝸輪與傳動齒條接觸處其作用力(圖2)的變化情況，進而找出較為合適的彈性力臂形狀參數，使得渦輪與傳動齒條在整個傳動接觸的過程當中，蝸桿蝸輪與傳動齒條接觸處的作用力(作

2、用力與反作用力)能控制在一定的範圍內，變化越小越好。因為假如蝸桿蝸輪與傳動齒條接觸處的作用力變化太大(突然變大或突然變小)，易造成控制讀寫頭運動之馬達電氣信號產生問題，影響讀寫頭讀取碟片的能力。讀寫頭前後seek動作圖1蝸輪給齒條的力量方向圖22.member：黃玠鋒（精密專1學號：9469504）黃呈福（學分班）廖秋成（學分班）郭芳盟（學分班）Member工作分配A.建模與分析a.黃玠鋒、黃呈福：　1.針對讀寫頭傳動齒條NormalType與TypeA3Dmodel修改（力臂長、力臂厚），並匯入Ansys做網格前處理與分析。　b.郭芳盟、

3、廖秋成：　　　1.針對讀寫頭傳動齒條TypeB3Dmodel修改（力臂長、力臂厚），並匯入Ansys做網格前處理與分析。　B.總結郭芳盟、廖秋成、黃玠鋒、黃呈福a.完成NormalType與TypeA、B分析數據後，針對NormalType與TypeA、B做相互比較與討論歸納，並判斷設計上的優劣。b.報告資料整理與撰寫彈性力臂形狀參數ModelType擔當者力臂長L(mm)力臂厚t(mm)NormalType6.72黃玠鋒、黃呈福7.72.2黃玠鋒7.72.4黃玠鋒TypeA8.72.2黃呈福8.72.4黃呈福5.71.8廖秋成5.71.6

4、廖秋成TypeB4.71.8郭芳盟4.71.6郭芳盟表1.工作分配與參數設定表3.Purposesandobjectives　　此次讀寫頭傳動齒條彈性力臂參數分析的目地，是希望能夠找出傳動齒條的彈性力臂長度、厚度對於蝸桿蝸輪與傳動齒條接觸處的作用力所造成的影響，進而找出較好的傳動齒條彈性力臂形狀參數組合，改善讀寫頭讀碟的品質。因為蝸桿蝸輪與傳動齒條接觸處作用力的大小變化，會表現在馬達輸出電流上，蝸桿蝸輪與傳動齒條間作用力越大，則傳動越不順暢，傳動越不順暢，則馬達越是需要提高電流，易造成電氣上的控制問題，進而影響讀寫頭讀碟的能力。本研究的目標

5、是考慮當蝸桿蝸輪與傳動齒條接觸處，傳動齒條在該處有0.3mm的變形時，蝸桿蝸輪與傳動齒條間作用力的大小。我們在每種Type的傳動齒條上取十一個點當作是模擬蝸桿蝸輪與傳動齒條接觸處的位置，參看圖3，考量在十一個點處皆有0.3mm變形下，相對應的作用力，進而求出每種Type的傳動齒條的作用力分布情況，再比較TypeA、B兩種不同的彈性力臂參數設計與原本設計(NormalType)的傳動齒條彈性力臂參數，看是否有改進的空間，能使蝸桿蝸輪與傳動齒條間作用力的大小變化差異最小化。蝸輪作用於傳動齒條上的反力量測點，共計取11點(每點間格4.0mm)1.

6、94.0力臂長L40(4.0*10)4.04.01.9力臂厚t圖34.Tasks我們對於此次分析計畫做了3個類別分析（Normaltype、TypeA、TypeB），再以Normaltype去比較TypeA、TypeB彈性力臂形狀參數（力臂長、力臂厚）對反力的影響，依據下列幾個項目去做分析：彈性力臂形狀參數ModelType力臂長L(mm)力臂厚t(mm)NormalType6.727.72.27.72.4TypeA8.72.28.72.45.71.85.71.6TypeB4.71.84.71.6A.建模與分析1.討論傳動齒條簡化模型的形式

7、2.依照個人負責的ModelType的彈性力臂形狀參數數值，用Pro/E建立傳動齒條的簡化模型3.將個人負責的ModelType的Pro/E簡化模型匯入ANSYS4.決定Model的材料性質、拘束條件與拘束位置及採用的有限元素網格形態5.在ANSYS完成有限元素模型的建立及各項參數設定(依第4.項結果設定)6.對第5.項的有限元素模型進行取樣的十一個點進行反力分析求解(修改邊界條件，再進行反力分析，共計11次)7.完成各種彈性力臂形狀參數組所對應ModelType的反力分析，繪製點-反力圖，共計9個圖形B.總結1.針對第7.項結果的9個圖形

8、，進行討論與歸納，確認是否有找出更好的彈性力臂形狀參數組合，以符合原先預期。若無找出更好的彈性力臂形狀參數組合，則分析其造成的原因。2.書面資料整理5.Conclusionand