電腦數控滾齒機之齒輪滾削模擬

Abstract

隨著CNC 滾齒機的發展與應用，滾齒機不僅可以切製傳統滾齒機所能滾製 的齒輪，更可用以滾製橢圓形、非圓形齒輪，甚至新型齒輪，以供傳動之 用。本論文根據CNC 滾齒機多自由度創成的觀念，模擬六軸CNC 滾齒機之 滾刀移動軌跡及其創成運動，以推導一泛用形數學模式，此一數學模式不 但可以應用於傳統的齒輪之製造與各項分析模擬，更可用於新型齒輪的模 擬與發展。本論文中即針對一新型之交錯軸 "Helipoid" 齒輪進行分析與 模擬，同時，本文也針對橢圓形齒輪、非圓形齒輪及冠狀螺旋齒輪等進行 製造模擬與分析。本論文之主要內容包括： (1) 模擬CNC 軌跡及其創成 運動，以推導得滾製之齒輪的 ，利用齒形泛用數學模式研究用於交錯軸 傳動之新型 "Helipoid" 齒輪其齒形數學模式與製造模擬。 (2) 根據齒 條刀之外形及CNC繲磣徆汗□戍弮ずФ狾﹛A探討創成齒形發生過切時，齒 條刀設計參數之限制條件，以供設計、製造及檢測之依據。 (3)壑徆汗□ 縝X原理，以求得非圓形齒輪之齒形，並將此 S齒刀刨製非圓形齒輪之齒 形數學模式的推導。探討刨齒刀刨製非圓形齒輪時其齒形之過切條件式 。 (4) 以假想齒條刀切製冠狀螺旋齒輪，推導齒條刀之齒面方程式，並 模擬傳統滾齒機及CNC 滾齒機滾削冠狀螺旋齒輪之齒形數學模式。 (5)□ 屁戍弮ずФ狾﹛A發展齒輪接觸分析時之分析模式， 中葍Z偏差及軸偏差 時之運動誤差，亦利用最佳化方法研究最佳之機器- 刀具設定值的修整量 ，以降低齒輪系之運動誤差。文之結果將有助於產業界提昇齒輪組或齒輪 系之設計、製造及分析能力。