博碩士論文 104353005 詳細資訊




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姓名 林建文(Chien-Wen Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系在職專班
論文名稱 線性齒頂修整對正齒輪之傳動誤差與嚙合頻能量影響分析
(Influence of Linear Tip Relief of Spur Gears on the Transmission Error and the Energy of Meshing Frequency)
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摘要(中) 本論文旨在針對不同線性齒頂修整對正齒輪傳動誤差與嚙合頻能量之特性研究,藉由不同的線性齒頂修整正齒輪對來進行實驗與模擬分析。
傳動誤差實驗使用三組同齒數不同齒頂修整量之正齒輪來做分析,扭力負載分別取0 N、2 N、4 N、6 N、8 N及10 N,轉速固定為10 RPM在單齒腹嚙合測試機上進行運轉嚙合測試,收錄傳動誤差訊號後以快速經驗模態分解法進行訊號拆解,再進行傅立葉轉換將時域訊號轉為頻域訊號來做分析,最後由相對應之IMF訊號項計算出嚙合齒形誤差、偏擺誤差以及節距誤差,並以KISSsoft模擬傳動誤差之計算結果做比較確認。
嚙合頻能量分析實驗使用與傳動誤差實驗相同之正齒輪,扭力負載固定為10 N,轉速分別取500 RPM、600 RPM、700 RPM、800 RPM在單齒腹嚙合測試機上進行運轉嚙合測試,透過加速規收錄振動訊號後以快速經驗模態分解法進行訊號拆解,再進行傅立葉轉換將時域訊號轉為頻域訊號找出嚙合頻所在IMF訊號項,並計算出嚙合頻能量值,最後與透過動態方程式模擬計算之嚙合頻能量值做比較確認。
透過本研究可了解齒頂修整設計雖能避免齒頂干涉導致的異常振動問題,但修整過量卻容易導致傳動誤差的增大,此外設計時也必須一併考量使用負載條件才能得出最佳化的齒頂修整量。
摘要(英)
The purpose of this study is to analyze the transmission error and meshing frequency energy of spur gear with different linear tip reliefs. Experiments and simulation of spur gear pairs with different linear tip reliefs are carried out in this thesis.
Three pairs of spur gear with different linear tip reliefs are used in the transmission error experiments. The torque applied were 0 N, 2 N, 4 N, 6 N, 8 N, and 10 N, and the speed was fixed at 10 RPM on the single-flank test. Empirical mode decomposition method and Fourier Transform were applied to analyze the transmission error signal. Finally, the corresponding IMF signals were used to calculate the tooth profile error, runout error, and pitch error.
For the energy of meshing frequency experiments, the torque was fixed at 10 N and the rotation speed were 500 RPM, 600 RPM, 700 RPM and 800 RPM. Fast ensemble empirical mode decomposition method and the Fourier Transform were used to find the IMF of the meshing frequency, and the energy value of meshing frequency was calculated.
In this study, it was found that tip relief may avoid the abnormal vibration caused by tip interference, but improper modification will lead to an increase of the transmission error. In addition, the design of linear tip-relief should also consider the load conditions to achieve on optimal tip relief.
關鍵字(中) ★ 嚙合頻能量
★ 傳動誤差
★ 齒頂修整
關鍵字(英) ★ Energy of Meshing Frequency
★ Transmission Error
★ Tip Relief
論文目次
目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XII
符號對照表 XIII
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.2.1 齒輪傳動誤差 2
1.2.2 快速經驗模態分解法(FEEMD) 2
1.2.3 齒輪接觸動態分析 3
1.3 研究目的 3
1.4 論文架構 4
第2章 齒輪傳動誤差理論與實驗設備 5
2.1 前言 5
2.2 傳動誤差定義 5
2.3 單齒腹測試法原理 6
2.4 泛用型齒輪嚙合測試機 8
2.5量測設備 10
第3章 不同齒頂修整參數正齒輪之傳動誤差分析 12
3.1 前言 12
3.2 實驗規劃與設計 12
3.2.1 實驗齒輪規格 13
3.2.2 實驗負載與轉速設定 15
3.3 傳動誤差實驗結果分析 16
3.3.1 傳動誤差分析 20
3.3.2 齒形誤差分析 21
3.3.3 偏擺誤差分析 22
3.3.4 最大累積節距誤差分析 22
3.4 傳動誤差之模擬分析 23
3.4.1 13L不同負載下傳動誤差模擬分析結果 24
3.4.2 13S不同負載下傳動誤差模擬分析結果 26
3.4.3 00U不同負載下傳動誤差模擬分析結果 28
3.5 結論 30
第4章 齒輪接觸動態分析 32
4.1 前言 32
4.2 齒輪接觸動態模型 32
4.3 實驗規劃與設計 33
4.4 齒輪接觸動態分析結果 34
4.4.1 嚙合頻能量變化分析 35
4.4.2 嚙合頻能量變化模擬 40
4.5 結論 41
第5章 結論與未來展望 42
5.1 結論 42
5.2 未來工作 43
參考文獻 44
附錄 47
附錄A、齒輪組在不同負載下之傳動誤差分析 47
附錄B、不同負載下傳動誤差FEEMD拆解之時域訊號 50
附錄C、不同負載下FEEMD拆解結果經FFT轉換之頻域訊號 56
附錄D、齒輪組在不同負載下嚙合頻對應之IMF項訊號分析 62
附錄E、齒輪組在不同負載下轉頻對應之IMF項訊號分析 65
附錄F、齒輪組在不同負載下疊加嚙合頻與轉頻間之IMF項訊號分析 68
附錄G、齒輪組在不同負載下之KISSsoft模擬傳動誤差分析 71
附錄H、齒輪組在不同轉速下之原始加速振動訊號值 74
參考文獻

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指導教授 陳怡呈(Yi-Cheng Chen) 審核日期 2017-6-21
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