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研究生:羅智文
研究生(外文):Lo, Chih-wen
論文名稱:應用田口方法於差速器公差分析之研究
論文名稱(外文):Studies on the Tolerance Analysis for Differential Transmission Using Taguchi Methods
指導教授:李政男
口試委員:王進猷李政鋼沈士育許光城
學位類別:碩士
校院名稱:正修科技大學
系所名稱:機電工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:123
中文關鍵詞:公差調合公差設計公差
外文關鍵詞:Tolerance and FitDifferential MechanismTaguchi Method
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對於機械產品裝配公差的問題,隨著產品的複雜化、生產的自動化、同步工程的需求以及成本的考量,顯得更為重要。為了能夠合理的設定公差範圍,使機械零件能正確的進行裝配,並保證在機械運作時能滿足預定的使用要求,有效運用公差及配合的數學模型乃是必要的。本文的目的即以理論的數學模型與參數設計的觀念,進行差速器關鍵零組件公差之訂定,重點包括:
一、尺寸鏈的計算分析,以決定封閉環與組成環的基本尺寸、公差及極限偏差之關係。
二、以田口方法尋找顯著要因,改進差速器關鍵零組件公差之訂定。
三、藉由快速原型技術建立差速器之原型品,檢視公差設計之結果。
本論文主要以實驗模擬尺寸鏈中各項尺寸之變動,以做為公差調整用,如此將有效輔助行星齒輪機構之差速器的設計與開發。
In order to determine the nominal sizes and their tolerances of a mechanical component, tolerance analysis and tolerance distribution are important issues in design stage. It is necessary to establish the mathematical model for tolerances and fits. The main goal of the project is to set reasonable tolerancing specification of the key components of the differential mechanism. The work of the project includes:
1.To determine the relationship of nominal sizes, tolerances and limit deviation of closing link and component link based on the dimensional chains.
2.To find the significant parameters according to Taguchi method, the tolerance set of components of the differential mechanism will be improved.
3.To use the technique of rapid prototyping for building the prototype of the differential mechanism, the results of tolerance design can be verified.
The purpose of this research of simulates the change of each dimension in the dimensional chain. And to adjust the tolerance of design parameters. It will effectively support the design and development about the differential mechanism of the planetary gear.
目錄
誌謝 I
摘要 II
ABSTRACT III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 X
符號說明 XII
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2文獻回顧 3
1-3研究目的 9
第二章 基本理論 11
2-1尺寸鏈術語及分類 11
2-1-1尺寸鏈 11
2-1-2尺寸鏈分類 17
2-2尺寸鏈的建立 20
2-2-1尺寸鏈的確認 20
2-2-2尺寸鏈計算步驟 24
2-3 一維尺寸鏈方程式的建立 25
2-3-1基本極值公式 26
2-4 行星齒輪差速機構 30
第三章 田口方法 33
3-1、前言 33
3-2田口設計執行步驟 37
3-3直交表簡介 40
第四章 試驗方法及結果 42
4-1公差設計計算 43
4-2建構差速器各零件原型之步驟 44
4-4 剖析差速器結構 45
4-2建構尺寸鏈 47
4-3規劃組裝尺寸之組成環尺寸鏈圖 50
4-3-1 左段傳動系統尺寸鏈圖 50
4-3-2 右段傳動系統尺寸鏈圖 64
4-3-3左段箱體尺寸鏈圖 71
4-3-4右段箱體尺寸鏈圖 76
7-3-5差速器傳動箱體尺寸鏈圖 83
4-4運用組成環尺寸鏈設定零件之關係尺寸 88
4-5 快速原型品製作與組裝分析 93
第五章 結論與未來規畫 94
5-1結論 94
5-2未來規畫 96
第六章 參考文獻 97
附錄 99
附錄A 左段箱體尺寸鏈圖計算公式 99
附錄B 右段箱體尺寸鏈圖計算公式 102
附錄C差速器傳動箱體尺寸鏈圖計算公式 107
圖目錄
圖1-1行星齒輪的差速器機構圖[1] 2
圖2-1 孔軸配合 11
圖2-2 階梯軸 12
圖2-3補償環 14
圖2-4尺寸鏈圖 15
圖2-5裝配尺寸鏈 18
圖2-6零件尺寸鏈 18
圖2-7平面(二維)尺寸鏈 19
圖2-8尺寸鏈與結構合理性 22
圖2-10 誤差分布曲線各參數間的關係 27
圖2-11行星齒輪機構圖 30
圖2-12電動車輛行星齒輪差速器機構圖 31
圖3-1田口式品質工程之三階段 35
圖3-2 兩階段最佳化程序目標值 37
圖3-3 直交表符號說明圖 40
圖4-1 研究流程圖 42
圖4-2差速器組合剖視圖 45
圖4-3 差速器X軸向組成環尺寸鏈圖 47
圖4-4 左段傳動系統尺寸鏈圖 48
圖4-5 右段傳動系統尺寸鏈圖 48
圖4-6 左段箱體尺寸鏈圖 49
圖4-7 右段箱體尺寸鏈圖 49
圖4-8 差速器傳動箱體尺寸鏈圖 49
圖4-9 左段傳動系統尺寸鏈圖 50
圖4-10 控制因子5的點線圖 52
圖4-11 因子效果圖 55
圖4-12 因子效果圖 61
圖4-13 右段傳動系統尺寸鏈圖 64
圖4-14 控制因子4的點線圖 66
圖4-15 因子效果圖 68
圖4-16 左段箱體尺寸鏈圖 71
圖4-17控制因子4的點線圖 72
圖4-18 因子效果圖 74
圖4-19 右段箱體尺寸鏈圖 76
圖4-20 控制因子4的點線圖 77
圖4-21 因子效果圖 79
圖4-22 因子效果圖 81
圖4-23 差速器傳動箱體尺寸鏈圖 83
圖4-24 控制因子4的點線圖 84
圖4-25 因子效果圖 86
圖4-26 左段傳動軸心(零件4) 89
圖4-27 右段傳動軸心(零件13) 89
圖4-28零件2傘形齒輪 90
圖4-29 行星架內左段傳動箱體圖(零件7) 90
圖4-30 行星架內右段傳動箱體圖(零件11) 91
圖4-31 軸承(零件5) 91
圖4-32差速器傳動箱左段傳動箱體(零件8) 92
圖4-33差速器傳動箱右段傳動箱體圖(零件9) 92
圖4-34 行星齒輪機構裝配情況圖 93
圖4-35 行星輪機構差速器裝配情況圖 93
表目錄
表2-1主要計算參數符號說明 26
表4-1零件名稱 46
表4-2左段傳動系統尺寸鏈圖尺寸參數設計標示 50
表4-3 試驗因子 53
表4-4 直交表 53
表4-5 直交表 的交互作用的因子 54
表4-6 水準、公差及重要因子分析 54
表4-7 試驗因子 59
表4-8 直交表 60
表4-9 直交表 的交互作用的因子 60
表4-10 水準、公差及重要因子分析 61
表4-11右段傳動系統尺寸鏈尺寸參數設計標示 64
表4-12試驗因子 67
表4-13 直交表 67
表4-14 直交表 的交互作用的因子 67
表4-15左段箱體尺寸鏈圖尺寸參數設計標示 71
表4-16試驗因子 73
表4-17 直交表 73
表4-18 直交表 的交互作用的因子 73
表4-19右段箱體尺寸鏈圖尺寸參數設計標示 76
表4-20試驗因子 78
表4-21 直交表 78
表4-22 直交表 的交互作用的因子 78
表4-23試驗因子 80
表4-24 直交表 80
表4-25 直交表 的交互作用的因子 81
表4-26差速器傳動箱體尺寸鏈圖尺寸參數設計標示 83
表4-27試驗因子 85
表4-28 直交表 85
表4-29 直交表 的交互作用的因子 85
表4-30 差速器X軸向組成環尺寸鏈圖尺寸參數設計標示 88
表5-1 差速器X軸向組成環尺寸鏈圖尺寸參數設計標示 94
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