乾式滾齒加工技術是最具效率的齒輪加工方法，近年來其應用成長迅速，但目前在滾齒加工的研究尚未有針對刀具經刃磨後外徑縮小造成刀具嚙合導程角改變而影響齒輪精度之研究。
因此，本研究將針對滾齒刀外徑經刃磨後導致外徑變小，進行修正滾齒機設置參數之刀具導程角的實驗與分析。透過本實驗研究，將可對滾齒刀具設計及創成齒輪的精度提升有所助益，並將修正刀具導程角所帶來的影響有效的應用在齒輪加工產業。
通過本實驗研究與分析中發現，修正機台設置時之刀具導程角角度不僅可以改善齒輪精度還可以延長刀具的加工壽命。本研究亦利用實驗設計分析法找出滾齒加工的最佳加工參數，與以往依賴操作員經驗的方式相較之下，節省了盲目試驗參數的時間，並改進了滾齒加工技術與效率。

The dry hobbing process is the most representative method in gear manufacture, which has grown rapidly recently. However, the studies on the reduced diameter of the tool after re-sharpening, with a changed meshing lead angle, and the accuracy of the generated gear were not found in the research of dry hobbing.
Therefore, experiments and analysis will be performed on the input lead angle of the hob cutter in the machine setting, due to the reduced diameter after re-sharpening in this study. The experimental study can improve the precision of hobbing tool design and machining. Moreover, introducing the concept of correcting lead angle to the gear manufacturing industry is helpful to the industry.
It is also found that the modification of tool lead angle input in the machine can improve gear cutting accuracy and tool life through the experimental study in this study. The design and analysis of experiments was applied to find out the optimum machining parameters for hobbing process. Compared with the previous methods that only rely on operators' experience, the optimum method saves blind test time and improves hobbing technology and efficiency.

摘要................................................... i
Abstract............................................... ii
誌謝................................................... iii
目錄................................................... iv
表目錄.................................................. vii
圖目錄................................................. viii
符號說明................................................ xi
第一章 緒論............................................. 1
1.1前言................................................ 1
1.2研究動機與方法....................................... 1
1.3論文架構............................................. 2
1.4文獻探討............................................. 3
1.4.1各國滾齒加工發展歷史................................ 3
1.4.2齒輪加工精度....................................... 4
1.4.3刀具壽命........................................... 4
1.4.4滾齒加工參數....................................... 4
第二章 滾齒刀導程角計算.................................. 5
2.1齒條刀基本推算....................................... 5
2.2滾齒刀導程角......................................... 7
2.3刀具刃磨後導程角之變化............................... 10
2.4刀具與齒輪參數....................................... 13
2.5小結................................................ 17
第三章 實驗前的準備..................................... 18
3.1滾齒機台的選擇....................................... 18
3.2滾齒刀具選擇......................................... 19
3.3滾齒刀具檢查......................................... 20
3.4安裝滾齒刀具注意事項.................................. 23
3.5刀具安裝的流程與量測偏擺方法........................... 28
3.6確認工件準確度....................................... 32
第四章 實驗設備操作與流程................................ 36
4.1實驗設備介紹與操作流程................................ 36
4.1.1滾齒機台介面介紹................................... 36
4.1.2齒輪量測儀操作介紹.................................. 37
4.1.3影像量測儀操作介紹.................................. 39
4.2實驗步驟流程......................................... 45
4.2.1修正刀具導程角對於齒輪切削精度之實驗步驟.............. 45
4.2.2修正刀具導程角之壽命實驗流程........................ 47
第五章 滾齒刀導程角的影響研究............................. 49
5.1修正刀具導程角對於齒輪切削精度實驗..................... 49
5.1.1第一組實驗結果..................................... 50
5.1.2第二組實驗結果..................................... 55
5.1.3小結.............................................. 60
5.2修正刀具導程角之刀具壽命實驗........................... 61
5.2.1固定加工工件數之實驗................................ 61
5.2.2刀具壽命成長幅度................................... 67
第六章 滾齒最佳加工參數探討.............................. 71
6.1實驗設計之基本原理................................... 71
6.2實驗設計與流程規劃................................... 73
6.2.1問題認知與陳述..................................... 74
6.2.2反應變數的選擇..................................... 75
6.2.3因子與水準之範圍選擇............................... 76
6.2.3.1因子與水準原理................................... 76
6.2.3.2定義因子與水準範圍............................... 77
6.2.4實驗設計的選擇..................................... 77
6.2.5執行實驗的方法..................................... 79
6.2.6統計分析........................................... 82
6.2.6.1假設與檢定....................................... 83
6.2.6.2變異數分析....................................... 84
6.2.6.3迴歸分析....................................... 85
6.2.6.4殘差分析....................................... 86
6.2.6.5離群值檢驗....................................... 87
6.3實驗結果分析....................................... 87
6.3.1變異數分析....................................... 87
6.3.2迴歸分析....................................... 89
6.3.3殘差分析....................................... 90
6.3.3.1殘差之常態分配檢查................................ 90
6.3.3.2殘差對預測值之檢查................................ 92
6.3.3.3殘差對實驗順序之檢查.............................. 93
6.3.3.4殘差對滾刀轉速之檢查.............................. 94
6.3.3.5殘差對軸向進給之檢查.............................. 95
6.3.3.6預測值與實際值之檢查.............................. 96
6.3.3.7離群值檢查....................................... 97
6.3.4環境溫度對於齒輪精度影響分析......................... 101
6.3.5因子與輸出之關聯性分析.............................. 102
6.4最佳化設計與結果..................................... 104
第七章 結論與未來展望................................... 107
7.1結論............................................... 107
7.1.1修正滾齒刀導程角實驗結論........................... 107
7.1.2滾齒加工參數最佳化實驗結論......................... 107
7.2未來展望............................................ 108
參考文獻 .............................................. 109
附錄一................................................. 111
Extended Abstract...................................... 125

[1]張信良，鍾政成，陳士端，2000，“電腦輔助漸開線齒輪滾齒刀之設計”，第三屆全國機構與機器設計學術研討會，頁39-46，高雄，12月8日。
[2]K. Robert I, 1985, Handbook of High-speed Machining Technology. Chapman & Hall Pub, New York and London.
[3]郭茜，2006，“高速乾式滾齒切削力理論及實驗研究”，中國重慶大學碩士論文。
[4]鍾金龍，2015，“高速乾式滾齒加工工藝參數優化研究”，中國重慶大學碩士論文。
[5]http://www.chinatimes.com/newspapers/20150303000427-260210，和大工業滾齒機。
[6]Robert, 1986, “The Right and Wrong of Modern Hob Sharpening”, Gear Technology, pp.35-38, Jan/Feb.
[7]Brian W.Cluff, 1992, Gear Process Dynamics, American Pfauter Limited Partnership 1351 Windsor Road Loves Park, Illinois 61132.
[8]應立忠，1997，“滾齒加工過程中誤差分析“，焦作工學院學報，16卷，6期，頁64-67，12月。
[9]三菱重機，2011，GE15A操作手冊，Mitsubishi Heavy Industries，Japan。
[10]T.J. Maiuri, 2009, “Hob Tool Life Technology Update”, Gear Technology, pp.50-59, Mar/Apr.
[11]張應，曹華軍，朱利斌，李本杰，2017，“齒輪高速乾切滾刀壽命預估模型與優化方法”，中國機械工程期刊，25卷，21期，頁2641-2619，12月。
[12]B. Hoffmeister, 1979 , “Über den Verschleiß am Wälzfräser”, Dissertation, RWTH Aachen.
[13]吳元昌，1999 , “滾齒進给量的選擇”，製造技術與機床–數字化期刊，11期，頁1-5。
[14]Omesh Manuja, P. Frank Crasta, K. N. Vijaykumar, 2017, “A Review on Multi Response Optimization on Machining Parameters in Spur Gear Hobbing process by using Taguchi based GRA”, IJRMEE”ISSN 2349–7947, Vol.4, No.5,.May.
[15]李鈞澤、洪良德、陳正仁、陳昌順、謝壬癸、郭柏立、傅光華，2003，切削刀具學，高立圖書有限公司，台灣。
[16]謝傑任，2011，六個標準差的品質管制，全華書局，台灣。
[17]Douglas C. Montgomery, 2012, Design and Analysis of Experiments Eighth Edition, John Wiley & Sons,Inc, New York.
[18]孫俊彥，2016，“實驗設計應用於伸線製程最佳化”，國立虎尾科技大學機械與機電工程研究所碩士論文。
[19]Douglas C. Montgomery，2012，實驗設計與分析，黎正中、陳源樹譯，高立圖書有限公司，台灣。
[20]http://www.mitsubishigearcenter.com/hobbing.html，三菱重工GE15A滾齒機。