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電動輔助自行車中置系統之馬達座鎖固系統設計

為了解決YAMAHA FORCE 二代的問題，作者陳士正 這樣論述：

電動輔助自行車中置系統在騎乘的過程中，自身重量和踩踏力所產生的剪力與彎曲力矩會透過曲柄、心軸及馬達殼體傳遞到馬達座上，因此固定馬達與馬達座的螺栓就會承受較大的負載，在不考慮螺栓規格的情況下當螺栓的固定位置不佳時，將會使負載過度集中於少部分螺栓，導致螺栓承受大於其材料疲勞強度的負載而損毀，為了觀察在騎乘時各螺栓所承受的負載，利用 TBIS 15194 之 4.3.7.4 車架-踩踏力疲勞測試做為標準，找出能讓各螺栓平均承受負載並低於疲勞強度的螺栓配置。本論文先參照市售的電動輔助自行車產品，並利用 3D 繪圖軟體繪製出具有馬達座的車架實體模型及市售相同規格的螺栓模型，其中包含螺栓、被緊固物件及具

有內螺紋之物件，並利用 ANSYS 先對螺栓模型進行網格劃分、材料設定及約束條件設定，其中緊固力大小依照螺栓標準 ISO 16047 找出在內螺牙材質的安全負荷強度內所能承受的緊固力施加於螺栓上，再將車架實體模型依照踩踏力疲勞測試標準進行初始條件及約束設定，馬達座螺栓固定位置則利用上述步驟所得到的網格劃分與約束條件設定進行踩踏力疲勞測試模擬分析，並以低於其材料疲勞強度作為判斷依據，最後利用實驗設計的反應曲面法將各螺栓位置做為控制因子，並透過 Design-Expert 最佳化分析軟體對其進行最佳化實驗規劃，依照規劃出來的各螺栓配置利用過 3D 繪圖軟體建立出不同螺栓配置的車架實體模型，再將各實

體模型匯入至 ANSYS 中並依照上面所述之步驟進行踩踏力疲勞測試模擬分析，最後將分析的各實驗結果利用 Design-Expert 最佳化軟體求出主效應與因子之間的交互作用並找出最佳的因子組合與最佳化分析結果，將得出的最佳組合匯入至 ANSYS 進行分析並利用其結果驗證最佳化分析結果是否正確。本論文透過上述所說明的方法能夠找出馬達座所需的螺栓數量以及在不考慮螺栓規格的情況下能使各螺栓能夠平均承受應力大小的配置，設計出符合結構所需的螺栓配置。