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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:趙東檉
研究生(外文):ZHAO, DONG-CHENG
論文名稱:外齒輪的製程方法對其幾何精度誤差之影響
論文名稱(外文):The Influence of External Gear Manufacturing Method on its Geometric Accuracy Error
指導教授:謝秋帆謝秋帆引用關係
指導教授(外文):HSIEH, CHIU-FAN
口試委員:吳益彰林忠志
口試委員(外文):WU, YI-CHANGLIN, CHUNG-CHIH
口試日期:2021-06-08
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械與電腦輔助工程系碩士班在職專班
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:2021
畢業學年度:109
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:絕對誤差壓力角節圓直徑螺旋齒輪溫間鍛造
外文關鍵詞:absolute errorpressure anglepitch circle diameterhelical geartemperature forging
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工業4.0的現代,齒輪機構一直是所有動力傳輸重要連結,精度的影響甚鉅,齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標準化方面發展。低振動、高輸出、低噪聲齒輪裝置研發是齒輪設計方面的特點,因此齒輪加工及製程格外重要。
本研究以齒輪傳統減法製程分析,再以改良減法製程差異性分析當作切入重點,以減少工序。再以立式切削方式,分別以時間、精度、表面粗糙度、伸長量、機械干涉性分析優劣點,並以數據化驗證論點正確性比較。Solidworks匯出齒輪、刀具幾何,分別以Vericut模擬齒輪切削,切削後幾何匯出於比對軟體COMETinspect,進行幾何精度數據化,列出參數群分析優劣。
塑性幾何精度是另一種研究重點,先以GearTrax導入Solidworks建立齒輪幾何、鍛造模具幾何、素材幾何、質量幾何、壓力角幾何、齒面寬幾何、在Deform溫間鍛造之下透過齒面寬、含碳量、壓力角求得各項幾何鍛造精度模型、COMETinspect解析模型精度誤差,透過參數找出重要因子。
目的找出最適合切削多變齒輪尺寸,曲線齒輪如鼓形齒輪等精度切削方法。塑性加工微量尺寸控制,達到精密鍛造齒輪目的。


In the modern era of Industry 4.0, the gear mechanism has always been an important link for all power transmissions, and the precision has a huge impact. The gear device is developing in terms of miniaturization, high speed, and standardization. The research and development of low vibration, high speed and low noise are important characteristics of gear design, so gear processing and manufacturing process are particularly important.
This research focuses on the analysis of the traditional subtraction process of gears and the analysis of the difference of the improved subtraction process to reduce the number of processes. Then use the vertical cutting method to analyze the pros and cons of time, accuracy, surface roughness, elongation, and mechanical interference, and use data to verify the correctness of the arguments. Solidworks exported the geometry of gears and cutters, and simulated gear cutting with Vericut. After cutting, the geometry was exported to the comparison software COMETinspect, and the geometric accuracy was digitized, and the pros and cons of the parameter group were listed.
Plastic geometry accuracy is another research focus. First, use GearTrax to import Solidworks to establish gear geometry, forging die geometry, material geometry, mass geometry, pressure angle geometry, thickness geometry, through the thickness, carbon content, and pressure under Deform temperature forging Obtain various geometric forging accuracy models, COMETinspect analytical model accuracy errors, and find important factors through parameters.
The purpose of the result is to find the most suitable cutting method for cutting variable gear sizes, curve gears such as drum gears and other precision cutting methods. Plastic processing micro-size control to achieve the purpose of precision forging gears.

摘要..........................................................i
Abstract.....................................................ii
誌謝.........................................................iii
目錄..........................................................iv
表目錄........................................................vi
圖目錄......................................................viii
第一章 緒論...................................................1
1.1 前言.....................................................1
1.2文獻回顧...................................................1
1.3研究動機...................................................2
1.4研究流程...................................................2
第二章 原理、論點公式及應力應變論點公式..........................3
2.1齒輪各部分名稱..............................................3
2.2齒輪齒形...................................................4
2.2.1漸開線齒形...............................................4
2.2.2擺線齒形.................................................5
2.3齒輪基本參數................................................6
2.4應力應變基本論點公式.........................................6
第三章 盤式成型铣齒與立式成型铣齒精度分析.........................8
3.1製程排定....................................................8
3.2刀具設定基本準則.............................................9
3.2.1成型刀齒型設定標準及生成方式介紹............................10
3.2.2 模擬切削刀具參數設定......................................11
3.3齒輪標準檢驗及配合............................................13
3.3.1齒輪檢驗項目...............................................13
3.3.2齒輪在動力傳遞重要指標......................................13
3.3.3齒輪圖面生成及驗證.......................................... 14
3.3.4 Solidworks模擬齒輪參數表...................................16
3.4六軸工具機型式及設定.......................................... 17
3.5 素材參數與路徑規劃............................................18
3.5.1正齒輪Vericut素材設定與NC程式設定............................18
3.5.2 螺旋齒輪20° Vericut素材設定與NC程式設定.....................18
3.5.3 螺旋齒輪40° Vericut素材設定與NC程式設定......................19
3-6各研究參數群表............................................... 20
3.6.1交叉比對驗證手法分析及模擬....................................21
3.6.2 Solidworks與Vericut的精度色差分析...........................22
3.6.3刀具分層切深不同,驗證數值差異性,求精度誤差量直方圖.............30
3.6.4不同刀具,同齒型,精度分析.....................................43
3.6.5不同齒型,同刀具型態,精度分析..................................46
3.6.6不同齒型,不同刀具,精度分析...................................49
3.7成型切削平均絕對誤差精度排序.....................................51
3.8小結...........................................................53
第四章 鍛造齒輪精度分析.............................................54
4.1齒型、模具及素材................................................55
4.1.1素材設定.....................................................55
4.1.2齒型及模具生成................................................57
4.2 Deform網格參數設定.............................................58
4.3 Deform各群組研究參數定義........................................60
4.4 Deform的成形模擬後各群組成型步數負荷分析..........................61
4.5 Solidworks與Deform的精度色差分析................................63
4.5.1同材質與壓力角,不同齒面寬精度分析...............................70
4.5.2同材質與齒面寬,不同壓力角精度分析................................79
4.5.3同壓力角與齒面寬,不同材質精度分析................................88
4.6 溫間鍛造平均絕對誤差精度排序......................................97
4.7 小結.............................................................99
第五章 結論..........................................................100
5.1盤式成型铣齒與立式成型铣齒精度分析結論...............................100
5.2鍛造齒輪精度分析結論.................................................100
參考文獻...............................................................102
Extended Abstract...................................................103


[1]楊東昇及鄧家玉(2010)內螺旋齒輪之溫間鍛造分析,國立虎尾科技大學創意工程與精密科技研究所,碩士論文。
[2]周俊宏(2003)金屬2次加工Technology roadmap專題研究---沖壓、鍛造,經濟部技術處產業技術知識服務(ITIS)計畫,10月出版。
[3]朱鳳傳等人(2020)機械設計製造手冊第7版,全華圖書股份有限公司,8月出版。
[4]張展(2012)實用機械傳動裝置設計手冊,機械工業出版社,9月出版。
[5]瞿鉄等人(2020)編輯齒輪製造工藝手冊第2版,機械工業出版社,7月出版。
[6]小栗富士雄及小栗達男合著(2019)標準機械設計圖表便覽最新增訂五版,9月出版。
[7]徐中華及李岳霖(2012)改善一模二冲P頭四角孔內疊料研究,國立高雄應用科技大學模具工程研究所,碩士論文。
[8]周文祥及陳諺霆(2018)結構與測試條件對雙齒腹齒輪量測精度之影響,國立臺北科技大學製造科技研究所,碩士論文。

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