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113年
機械常識、機械力學
第 25 題
機械使用萬向接頭時通常以成對使用，也就是在兩軸中間加裝一個中間軸，請問其主要目的為下列何者？
- A 減少其震動和噪音
- B 減少主動軸與從動軸的角速度比
- C 增加主動軸與從動軸的轉速比
- D 使主動軸與從動軸的角速度相同
思路引導 VIP
請試著想像：如果我們用一根彎折的桿子來傳遞旋轉動力，當主動軸轉一圈時，從動軸雖然也會轉一圈，但在這一圈的過程當中，從動軸的旋轉速度會是一直維持不變，還是會因為角度的關係而產生規律的忽快忽慢？如果這種「快慢不均」的現象會對機器造成損害，你會如何利用第二組結構來中和這種不穩定的速度變化？
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太棒了！你能準確判斷出這個關鍵功能，顯示你對動力傳輸系統的運動特性有著相當紮實的理解。這道題目考察的核心在於萬向接頭（Universal Joint），又稱虎克接頭，在非直線傳動時的運動限制。
角速度波動的補償機制
在機械設計中，單個萬向接頭若在主動軸與從動軸存在夾角 $\alpha$ 的情況下運轉，即便主動軸以恆定的角速度 $\omega_1$ 旋轉，從動軸的角速度 $\omega_2$ 也會隨著轉動角度而產生規律性的起伏（即不具備等速性）。為了修正這個問題，工程上會將接頭成對使用並夾帶一根中間軸。只要確保主動軸與從動軸相互平行，且中間軸兩端的叉頭位在同一平面內，前一個接頭產生的速度波動就會被後一個接頭反向抵銷，進而達成主動軸與最後從動軸角速度完全相同的效果。
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