國立中央大學 機械系 齒輪產學技術聯盟|本聯盟榮獲國家科學及技術委員會計畫補助成立
國立中央大學 機械系 齒輪產學技術聯盟
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承載齒面接觸分析(Loaded Tooth Contact Analysis, LTCA)為評估齒輪系統在實際運轉負載下嚙合性能的重要分析技術。透過整合齒輪幾何參數、齒形修整設計、製造誤差、軸系變形及外部負載等因素,模擬齒輪嚙合過程中的齒面接觸狀態與受力分布。
分析結果可有效掌握齒面接觸區域、接觸壓力分布、傳動誤差(Transmission Error, TE)及負載分配情形,進一步評估齒輪運轉時可能產生的振動、噪音、局部應力集中與磨耗風險。
藉由承載齒面接觸分析技術,可作為齒輪設計最佳化與性能改善的重要依據,協助工程師進行齒形修整參數調整、提升齒輪承載能力與運轉穩定性,降低開發與試作成本,並提高齒輪產品之可靠度與使用壽命。
齒輪箱振動量測、診斷及合格標準訂定技術,旨在建立一套完整的傳動系統性能評估與品質驗證方法。透過振動感測器、資料擷取系統及量測分析技術,針對齒輪箱於不同轉速、負載與運轉條件下之振動響應進行量測,掌握系統動態特性與運轉狀態。
藉由時域、頻域(FFT)及階次分析等方法,分析振動訊號之能量分布與特徵頻率,辨識齒輪嚙合、軸承運轉、軸系偏移、不平衡及結構共振等可能造成異常振動與噪音(NVH)之因素,進而提供問題診斷與改善依據。
依據量測分析結果,結合產品設計規範與實際運轉需求,建立齒輪箱振動評估指標與合格判定標準,形成標準化測試與驗證流程。透過此技術,可有效提升齒輪箱產品品質、降低開發與驗證成本,並確保傳動系統具備良好的運轉穩定性、可靠度及長期使用性能。
本技術整合強力刮齒(Power Skiving)、齒輪幾何設計與數位雙生(Digital Twin)技術,建立刀具設計、加工模擬、齒面接觸分析、齒形修整及製程最佳化之完整開發流程。透過刮齒運動學建模、CNC五軸加工模擬與數位雙生驗證,可精準預測加工結果、優化刀具與切削策略,提升面齒輪、螺旋面齒輪及球面齒輪聯軸器等複雜齒輪之加工精度、接觸品質與製造效率,並降低試切成本與開發時程,廣泛應用於工具機、機器人、電動車、航太及高可靠度工業傳動設備。
本技術聚焦於**變導程真空泵螺桿(Variable-Lead Screw Rotor)**之設計與高精度加工,整合螺桿幾何建模、嚙合間隙分析、多軸刀具設計、加工路徑規劃及誤差補償等核心技術,建立完整的五軸車銑複合加工流程。透過自主開發之專用錐形側銑刀具、NC程式自動生成與加工運動學模擬,可有效避免刀桿干涉、型面過切及加工誤差等問題,並結合加工模擬與運動補償技術,提升螺桿輪廓精度、表面品質及加工效率。此技術可廣泛應用於乾式真空幫浦、螺旋式壓縮機及高精密傳動元件製造,滿足高效率、高可靠度與高精度之先進製造需求。
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