戟齒輪之齒輪接觸分析及其最佳化(I)

Abstract

戟齒輪(Hypoid gears)為工業界常用於交叉軸( Crossed axes)傳動的主要元件,而國內除了少數幾 家大廠外,甚少有能力生產,其設計也多仰賴國 外廠商.所以如果能為工業界發展一套完整之 戟齒輪運動特性分析之數學模式,以供業界設 計、製造與各種電腦模擬或分析之用,實為當 務之急.本研究計畫為二年期之研究計畫,今年 度申請案為本研究計畫之第一年(83年8月至84年 7月),首先將利用齒輪原理(Theory of gearing),以推 導適合於各種電腦模擬與分析的戟齒輪接觸分 析之數學模式.該數學模式將根據國科會計畫 案"戟齒輪之完整齒面數學模式研究"( NSC82-0422-E009-071)中所推導之戟齒輪數學模式,來 求取齒面之主軸曲率及方向(Principal curvatures and directions),再加上萬用齒輪測試機的機構原 理並依據齒輪之齒面接觸分析(Tooth contact analysis)理論,來探討戟齒輪之齒面嚙合情形,進 而預測各種狀況下之嚙合運動誤差(Kinematic errors)及齒印形狀(Tooth contact pattern),此研究結 果可供振動、噪音與潤滑分析之重要參考,並 為第二年研究之依據.研究計畫之第二年將利用第一年所發展之數學模式及接觸分析程式以 及運動誤差與齒印分析之結果,配合最佳化理 論,以探討最佳化的刀具修整及機器設定值,從 而獲得最佳的接觸齒印與降低運動誤差.