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研究生:陳羿伶
研究生(外文):Yei-ling Chen
論文名稱:蝸輪蝸桿組齒輪接觸分析方法研究
論文名稱(外文):Study on the Tooth Contact Analysis of Worm & Worm Wheel Set
指導教授:馮展華馮展華引用關係
指導教授(外文):Z. H. Fong
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:機械工程所
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:85
中文關鍵詞:蝸輪蝸桿齒面接觸
外文關鍵詞:TcaWorm wheel setWorm
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蝸輪的製造主要有飛刀與滾刀滾齒加工,由於滾齒加工快速且精準,目前齒輪業界蝸輪製造以滾齒為主,但蝸輪滾刀為特殊刀具,蝸輪滾刀為一把開槽的蝸桿,其齒形與蝸輪相配合的蝸桿相同,並且需搭配特定的滾齒機台;蝸桿常以車床或蝸桿專用盤形刀具加工,使蝸桿與蝸輪滾刀齒型相同;換言之,一種尺寸的蝸桿,就必須配合一把相對應的蝸輪滾刀,且蝸桿與蝸輪為完全共軛的齒面,在實際使用上必須修整齒面用以增加裝配誤差的容許量,修整常靠經驗累積且常常需要多次修整,因此加工設備昂貴且製造流程冗長。
本論文主要藉由模擬蝸輪蝸桿組製造流程,以普遍使用的齒輪滾刀與滾齒機台滾切蝸輪,然後製造能與其搭配之蝸桿,透過本文提出的流程與數值方法,做蝸輪蝸桿組間的接觸分析。本文透過建立一套流程,模擬齒輪滾刀滾齒加工蝸輪齒面,再創成與其共軛之蝸桿齒形,以研究蝸輪蝸桿組間的接觸齒面分析,並且可以藉由蝸桿上設計參數的修整,以調整接觸齒印位置狀況,使蝸輪蝸桿組可以運轉順暢,並且容許一般常見的的裝配誤差。
Nowadays, worm wheels are mainly manufactured by the hobbing process in the practical gear production instead of the fly cutting since its superior cutting ability. However, a worm hob is a slotting worm-shaped cutter and has the same tooth profiles with the worm mating with the manufactured worm wheel. Hence, there exits higher assembly sensitivity between a pair of worm gears and the tooth corrections are often used to increase the assembly tolerance. These may cause higher production time and cost.
This thesis mainly establised a procedure to simulate the manufaturing process and the tooth contact of a pair of worm gears. First, the worm wheel is generated by using the pre-defined worm hob which is set up on the hobbing machine. Then, the obtained worm wheel is used to generated the conjugated worm. Finally, the contact position between this pair of worm gears can be corrected by adujsting the worm parameters. Following this proposed procedure, the pair of worm gears can contact at the right position, improve the operating characteristics and allow the common assembly errors.
摘要 II
Abstract III
本文目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章 序論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 2
1-3 文獻回顧 3
1-4 論文架構 5
第二章 滾齒機台加工參數 6
2-1 滾齒加工設定 7
2-2 蝸輪齒胚 9
2-3 滾齒加工蝸輪齒面修整方法 11
2-4 滾刀形基本蝸桿數學式 13
2-5 滾齒機台的座標系統 16
2-6 嚙合方程式 18
2-7 創成蝸輪齒面方程式 19
第三章 創成蝸桿數學式 20
3-1 蝸輪蝸桿運動關係 20
3-2 蝸桿修整方式 23
3-2-1 鼓形修整 23
3-2-2 壓力角 24
3-2-3 導程角 24
3-2-4 背隙 25
3-3 修整蝸桿方程式 26
第四章 齒面接觸分析的方法 28
4-1 最小轉角法 28
4-1-1 兩齒面接觸時的轉角 29
4-1-2 最小轉角搜索法 31
4-1-3 運動誤差 32
4-1-4 背隙 33
4-2 四元樹變形搜索法 34
4-2-1 四元樹法概念 34
4-2-2 變形四元樹搜索法 37
第五章 範例 41
5-1 引言 41
5-2 增徑滾刀加工齒面分析 43
5-2-1 增徑滾刀 43
5-2-2 增徑量比較 45
5-3 背隙與運動誤差分析 47
5-3-1 背隙 47
5-3-2 運動誤差 48
5-4 齒印接觸分析(增徑滾刀) 49
5-5 無修整蝸輪齒印接觸分析 53
5-6 負隆齒量蝸輪齒印接觸分析 59
5-7 調整咬合齒印位置 63
5-7-1 將滾刀導程角調成5°48’25” 64
5-7-2 軸交角修正角0°6’0” 65
5-7-3 齒型隆齒0.08mm 66
5-7-4 壓力角修正角-2°19’11” 67
第六章 結論與未來展望 68
6-1 結論 68
6-2 未來展望 69
參考文獻 70
[1]Wildhaber, E., “A New Look at Wormgear Hobbing,”Annual Meeting of the American Gear Manufactures Association, Virginia, USA, 1954.
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