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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
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輸入模數 m(兩齒輪必須相同)。
- 2輸入小齒輪與大齒輪的齒數。
- 3需要時輸入變位係數 x1、x2 並選擇壓力角。
- 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 m | 2 mm |
| 小齒輪齒數 z1 | 20 |
| 大齒輪齒數 z2 | 40 |
| 小齒輪變位係數 x1 | 0 |
| 大齒輪變位係數 x2 | 0 |
| 壓力角 α | 20° |
| 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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需要實體零件?
把生成的模型直接送進 Orinovate 即時報價:FDM、SLA 光固化、SLS、MJF、金屬列印與 CNC,新竹在地製造。
標準
- ISO 53
- ISO 21771
- JIS B 1701