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齒輪技術 FAQ

齒數比是否要避開整數比

問:
有一種說法在齒輪組配對時,要去避開整數比,譬如20:40、20:60、15:45等。
請問您這種說法正確嗎?有何理論依據?有必要嗎?

答:
多謝提問。
齒數比為整數比時,同樣齒對(小齒輪上之特定齒 與 大齒輪上之特定齒)相遇的機率會大增(如小齒輪一轉 或二轉便會遇到一次)。

如果這時其中一齒有瑕疵時,與其對應的特定齒受影響的程度會大增,
因為一齒的問題而影響整個齒輪無法正常運作的機率也會大增。

在製造技術(材料 滾齒 熱處理)不發達的時代,這的確會是個嚴重的問題。
因此之故,會盡量避開齒數的整數比。

以前的作法是:小齒輪或大齒輪中其中一個或二個要使用「質數」的齒數(如17 23 29 43等齒數)

如此一來,在最小公倍數下,特定齒相遇的機率會大大減少(如小齒輪391轉 或898轉才會遇到一次)

這會使齒輪的磨耗更趨一致。在製造技術(材料 滾齒 熱處理 潤滑)不發達的時代,這種安排確實會讓齒輪的壽命增加。

但在不管材料 加工 熱處理 潤滑 等生產技術都有長足進步的今日,降低齒輪的磨耗能以各種方法一一克服,

因此,質數齒數不再是必需斤斤計較的要求,而能將設計的注意力轉移到機械整體的性能:如轉速 力矩 等。

而因為齒數比為整數比,因此機械的輸出轉速計算會更加簡便。

當然,守著質數比原則,仍然是正確的,只是相較之下沒有那麼的重要了。


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