复差动减速机齿型之研究 .doc

錒瑪科技股份有限公司與德霖技術學院 產學合作研究計畫成果報告 複差動減速機齒形之研究 計畫編號：德研(機械)10320 計畫類別：(研究類　　□服務類 執行期間：民國103年 12月 01日起至民國 104年9月30日 執行單位：德霖技術學院機械工程系 合作廠商：錒瑪科技股份有限公司 計畫主持人：林文一教授共同主持人： 計畫參與人員： 本成果報告包括以下附件：█結案報告一式二份：8頁█計畫執行相關圖片與說明  中 華 民 國　104 年 10　月 12　日 複差動減速機齒形之研究 研究摘要(500字以內)： 具少齒差漸開線行星齒輪傳動裝置具有結構緊湊、節省空間、減速比與傳動效率高、中心距可以適當調整、較大的接觸率、較小接觸應力與較低的滑動速度等優點，但標準齒輪做不到少齒差到2與1，因此必須使用移位齒輪。由於少齒差漸開線行星齒輪傳動裝置具有相當多特有的干涉之限制條件，因此是一個相當困難的設計問題。本計畫已完成複差動減速機(2K-H型少齒差行星齒輪傳動裝置)之移位齒形設計理論之研究以及最佳化設計之公式化。早期設計方法乃使用干涉圖法，這種方法精度不夠而且效率較差，也有學者設計出具最小的工作壓力角的齒形，但實際上這種設計是以接觸率降為1作為代價的。齒輪的接觸率代表嚙合齒輪的平均接觸齒數，因此對齒輪性能影響很大，接觸率等於2或更高時，齒輪嚙合時的振動與噪音會大大降低。本研究提出以權重組合接觸率、工作壓力角與機械效率同時當目標函數，並提出使用差分進化演算法來求解2K-H 型少齒差行星齒輪傳動裝置的最佳化設計問題。不論在設計效率與設計目標考量上都較先前研究更具有進步性。 關鍵詞: 行星齒輪傳動裝置; 少齒差; 移位齒輪; 減速機 Abstract The elementary planetary drive with small teeth number difference has many advantages as reduction gears, such as compact design, large speed reduction ratio, transmission ratio and contact ratio, small specific sliding and contact stress, adjustable center distance, etc. Standard involute gear cannot achieve the teeth number difference of 2 and 1. Thus, profile shifted gears should be employed. However, the design for the elementary planetary drive with small teeth number difference is a quite difficult task because there are many interference restrictions. This project has completed the study of the theory of profile shifted gears and an optimization design formulation for 2K-H planetary drive with small teeth number difference. Keywords：Planetary drive; Small teeth number difference; profile shifted gear; reduction gear 前言 減速機是一種動力傳遞裝置，可以將馬達的高轉速降低到機器所需的轉速以及提高機器的輸出扭矩，因此在各種不同產業如機械、運輸和建築等的機械傳動系統中幾乎都需要使用到減速機。當減速比超過一定值10[1](或7[2])，為避免小齒輪(pinion)過度磨損以及大齒輪(gear)需較大空間，必須使用複式齒輪系(compound gear train)或蝸桿與蝸輪(worm and worm gear)而不使用簡單齒輪系。如圖一所示的基本行星齒輪系(elementary planetary gear train)其環齒輪(ring gear)即內齒輪(internal gear)當機架，行星齒輪(planet gear)為小齒輪(當輸出件)，行星架或臂(carrier or arm)當作輸入件，而且當內齒輪與小齒輪兩者的齒數差非常小(1或2)時，以此