蝸桿與蝸輪之切削模擬及磨輪設計

Abstract

蝸桿傳動屬於空間交叉軸之囓合傳動,其基本 元件為蝸桿和蝸輪,種類雖多,但其基本工作原理 則是相同的.蝸桿蝸輪組主要用於扭力及傳動,具 有傳動轉速比高,工作平穩,噪音小及結構緊湊等 優點.由於傳動轉速比可高達1000(通常使用為8-80), 故廣泛地使用於減速機構中.本研究計畫第一年將針對K型蝸桿蝸輪之齒面及 齒形進行深入的研究,依據齒輪囓合原理(Theory of Gearing)及蝸桿與蝸輪實際切製的情形,配合滾刀( Hob)幾何形狀設計參數之適當選取以及切削機構 之模擬與簡化,將分別推導蝸桿及蝸輪齒面數學 模式.由於K型蝸桿可以用磨輪(Grinding Wheel)磨削, 以獲得較高之齒形精度和表面光滑度,因此,本研 究亦將推導蝸桿於加工淬火後之精加工所用磨輪 之外形.第一年研究計畫中將開發電腦輔助蝸桿, 蝸輪及磨輪外形設計等三個軟體.研究計畫之第二年則將依據齒輪之齒面接觸分析 (Tooth ContactAnalysis)技術,探討K型蝸桿蝸輪之囓合 分析,並預測各種狀況下之囓合運動誤差,此研究 結果可提供為潤滑及噪音分析之依據.同時將探 討蝸桿與蝸輪之接觸齒印,齒印分析之結果將可 提供齒輪應力分析之依據,對於齒輪強度與壽命 影響甚鉅.透過滾刀及磨輪設計參數之改變,可以 獲得最佳的接觸齒印與運轉平穩性.