圓弧形螺旋小齒輪及漸開線形螺旋大齒輪配對之特性研究

Abstract

本文係利用數學模式來模擬齒輪之創成過程並據以推導漸開線形螺旋大齒輪及圓弧形 螺旋小齒輪之齒而方程式。應用所推導之齒而方程式及電腦輔助齒輪接觸分析（Too- th Contact Analysis 簡稱T.C.A.）技術來進行齒輪之剛體運動分析及修正因各種裝 配誤差所引起的運動誤差。 文中並利用有限單元法結合齒輪接觸分析之技術以進行齒根彎曲應力分析，本應力分 析與一般慣用之應力分析之最大不同點在於齒輪負荷作用點之位置乃係利用齒輪接觸 分析計算所得之實際接觸位置給定而非將負荷落於假設之位置。這種應力分析的負荷 狀況較接近於齒輪之實際接觸情況，因此可以得到較合理的應力分布狀態。本文並將 以有限單元法所得之應力分佈與光彈力學所得之應力分佈做一比較與分析。 由齒輪接觸分析及應力分析所得可知，漸開線形螺旋大齒輪及圓弧形螺旋小齒輪之配 對為點接觸而非傳統漸開線形螺旋齒輪對的線接觸，因此對於齒輪旋轉軸的裝配誤差 較不敏感。又由於齒形的幾何關係而有較小的彎曲應力。由此特性我們可以預測這種 齒輪對可適用於需高精密齒輪轉速比及高強度，低噪音的場合如汽車，直昇機等。本 論文之結果亦可作為將來實際生產製造此型齒輪之重要依據。