第五章 曲齒聯軸器實體建模與嚙合分析
5.3 磨輪誤差與嚙合分析
(a) 跨齒數為 6 之直凹齒 (b) 跨齒數為 6 之直凸齒
(c) 跨齒數為 6 之凹凹齒 (d) 跨齒數為 6 之凸凸齒 圖 5-12 設定不同跨齒數所執行出來之直齒、凹凹齒、凸凸齒之結果
5.3.1 理想齒盤之嚙合
首先運用 SW 組合件模組功能，將一組凹凹與凸凸齒盤進行組裝，然後分別 改變磨輪尺寸參數與加工誤差設定關係，並進行干涉檢查，以探討磨輪參數與誤 差對嚙合特性之影響。凹凹與凸凸齒盤之輸入參數據如圖 5-13(a)、(b)所示對話 框之輸入數值，模數 m=10mm 齒數 z=14、齒冠高係數與間隙系數則分別為 0.39 與 0.1，而磨輪輪廓半徑與齒頂導角半徑則為 8mm 與 1mm，並可計算出其磨輪 之理想半徑 Gr=30.34mm。此搭配組裝進行是先利用組合件結合功能之同心軸限 制條件將兩齒盤同軸對正，再利用重合/共線/共點之限制條件，使得凹凹齒盤齒 頂與凸凸齒盤齒底面重合，其結果如下圖 5-13 所示，由於是理想之兩齒盤於標 準位置進行組裝，因此進行組合干涉分析後並無干涉現象的結果出現。
(a)凹凹齒盤之輸入數據
(b) 凸凸齒盤之輸入參數
(c)凹凹與凸凸齒組合與嚙合
圖 5-13 曲線齒形之凹凹形、凸凸形齒盤搭配與組合模型
5.3.2 改變磨輪半徑
首先討論磨輪半徑G 誤差對於曲齒聯軸器齒對嚙合特性之影響，兩相搭配r 齒盤維持原來之幾何關係。圖 5-14 是改變G 後，兩齒嚙合干涉檢查示意圖，將r Gr
24.31mm 。由於磨輪半徑變得比原本之半徑值小，而設定相同之胚料與磨輪機3 構中心距離關係 因此較小磨輪半徑值所研磨出來凹凹齒之齒厚會比原先標準磨 輪半徑之齒厚來得大，所以與理想條件完成之凸凸齒盤進行嚙合時，左右齒面皆 出現明顯嚙合干涉的現象，圖 5-14(a)、(b)中紅色區域部份為兩齒盤干涉區域。
然後討論磨輪半徑增加之嚙合，將G 值增加為 31mm 時，其半徑值改變成比原r 先標準值稍大，在同樣之胚料與磨輪機構設定相同之中心距離提件下，會減小凹 凹齒齒厚大小，因此將之與理想凸凸齒盤進行嚙合將不會出現干涉現象，結果如 圖 5-14(c)、(d)所示，兩齒盤之間有嚙合間隙產生。
(a) 改變G 左齒面干涉情形 r (b) 改變G 右齒面干涉情形 r
(c) G =r 31mm 嚙合示意圖 (d) G =r 31mm 之齒面側局部詳圖 圖 5-14 改變G 之曲齒聯軸器的組合模式 r
5.3.3 改變磨輪輪廓半徑
圖 5-15 為改變曲線齒形磨輪之圓弧半徑r 與齒頂導角半徑b r 兩齒嚙合干涉a 檢查示意圖。將r 原本為 8mm 改變成 7.8mm，由於磨輪圓弧半徑小於原先圓弧b 半徑值，因此所研磨出來凹凹齒盤之齒厚會比原先標準齒厚來得大，所以與理想 之凸凸齒盤嚙合時會發生干涉現象，結果如圖 5-15(a)、(b)所示，其干涉位置為 齒底面部份與齒頂曲線邊緣，得到的干涉量則為 0.490mm 與 0.0013 mm 。而當3 改變磨輪齒頂導角半徑r ，將原本為 1mm 改變為 0.8mm 所得到的結果如圖a 5-15(c)、(d)所示，由於磨輪齒頂半徑小於原先半徑值，所以研磨出之齒頂導角 會大於理想導角，因此其干涉位置在左右兩邊齒頂導角邊緣部份，干涉量分別為 0.003mm 與 0.1063 mm ，將兩者改變比原先值大時，則無干涉現象。 3
(a) 改變r 齒底面干涉情形 b (b) 改變r 齒頂干涉情形 b