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正齒輪軸間距計算GEAR CENTER DISTANCE

輸入模數、兩齒輪齒數,並可加入變位係數與壓力角,即時計算正齒輪軸間距、工作壓力角,以及兩齒輪的節圓、齒頂圓、齒根圓與基圓直徑。

  • 標準ISO 53 / JIS B 1701
  • 壓力角14.5° / 20° / 25°
  • 變位x1 · x2 可調

RESULT

即時計算

軸間距a

60.000mm

GEAR MESH
正齒輪軸間距計算 — 示意圖z20z40a = 60.000 mm · m 2

明細

齒數比i
2.0000
周節p
6.283mm
正面嚙合率εα
1.635
齒輪 1 節圓直徑d1
40.000mm
齒輪 1 齒頂圓直徑da1
44.000mm
齒輪 1 齒根圓直徑df1
35.000mm
齒輪 1 基圓直徑db1
37.588mm
齒輪 2 節圓直徑d2
80.000mm
齒輪 2 齒頂圓直徑da2
84.000mm
齒輪 2 齒根圓直徑df2
75.000mm
齒輪 2 基圓直徑db2
75.175mm

帶入 3D 生成器

以計算結果的參數開啟生成器,直接下載 STEP / STL。

HOW-TO

如何使用正齒輪軸間距計算

  1. 1輸入模數 m(兩齒輪必須相同)。
  2. 2輸入小齒輪與大齒輪的齒數。
  3. 3需要時輸入變位係數 x1、x2 並選擇壓力角。
  4. 4讀取軸間距與兩齒輪的各部直徑,注意根切與嚙合率提示。
  5. 5點「生成齒輪」把參數帶入正齒輪生成器,下載 STEP / STL。

預設條件計算結果

項目數值
模數 m2 mm
小齒輪齒數 z120
大齒輪齒數 z240
小齒輪變位係數 x10
大齒輪變位係數 x20
壓力角 α20°
軸間距(a)60.000 mm
齒數比(i)2.0000
周節(p)6.283 mm
正面嚙合率(εα)1.635
齒輪 1 節圓直徑(d1)40.000 mm
齒輪 1 齒頂圓直徑(da1)44.000 mm
齒輪 1 齒根圓直徑(df1)35.000 mm
齒輪 1 基圓直徑(db1)37.588 mm
齒輪 2 節圓直徑(d2)80.000 mm
齒輪 2 齒頂圓直徑(da2)84.000 mm
齒輪 2 齒根圓直徑(df2)75.000 mm
齒輪 2 基圓直徑(db2)75.175 mm

標準軸間距與變位齒輪

兩個標準正齒輪(無變位)嚙合時,節圓相切,軸間距等於兩節圓半徑之和 a0 = m(z1+z2)/2。當加入變位係數 x1、x2 時,嚙合節圓不再等於基準節圓,必須用漸開線函數 inv αw = 2(x1+x2)tan α/(z1+z2) + inv α 解出工作壓力角 αw,再得到 a = a0·cos α/cos αw。中心距修正係數 y = (a − a0)/m 表示軸間距增加了幾倍模數。

設計與 3D 列印建議

20° 壓力角下少於 17 齒會產生根切,可用 x ≈ (17 − z)/17 的正變位改善;14.5° 時最少約 32 齒。齒頂圓本工具未做齒頂降低,大變位時請檢查頂隙是否足夠(約 0.25m)。FDM 列印模數建議 ≥ 1,模數 0.5 以下建議改用光固化(SLA)。生成後可一鍵送 Orinovate 報價,以尼龍、POM 或金屬製作。

計算公式

a0 = m (z1 + z2) / 2
inv αw = 2 (x1 + x2) tan α / (z1 + z2) + inv α,inv θ = tan θ − θ
a = a0 · cos α / cos αw
y = (a − a0) / m
d = m z,db = d cos α
da = d + 2m (1 + x),df = d − 2m (1.25 − x)

計算結果僅供設計參考,實際製造請依廠商型錄與相關標準確認。

常見問題

正齒輪軸間距公式是什麼?

無變位時 a = m × (z1 + z2) / 2,例如 m2、20 齒與 40 齒的軸間距為 2 × 60 / 2 = 60 mm。有變位時需先求工作壓力角 αw,再以 a = a0 × cos α / cos αw 計算。

什麼是變位係數?什麼時候要用?

變位是把刀具(基本齒條)往外或往內移動 x·m 製齒。正變位可避免少齒數小齒輪(20° 時少於 17 齒)根切、提高齒根強度,也可用來把軸間距湊成整數。

為什麼變位後齒頂圓沒有縮小?

本工具的齒頂圓採 da = d + 2m(1 + x),未做齒頂降低。若 x1 + x2 較大,實際設計常依 y 係數把齒頂降低 (x1 + x2 − y)·m 以維持頂隙;列印前可視需要調整。

3D 列印齒輪軸間距要不要加間隙?

建議在生成器內設定齒隙 0.05–0.15 mm,或在組裝孔位上把軸間距放大約 0.1–0.2 mm,以補償列印誤差與熱膨脹。

嚙合率是什麼?

正面嚙合率 εα 表示平均同時嚙合的齒對數。εα 應大於 1.2,越大運轉越平順;齒數越少、壓力角越大,嚙合率越低。

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