Abstract
齒輪為工業界最常被用於傳遞動力且最具效率之機械元件，但齒輪傳動時不預期損壞，往往導致意外與危險的發生，如何準確而有效的預測齒輪的破壞壽命與模式，對於齒輪的設計是十分重要。一般輪齒損壞模式常見有輪齒斷裂、齒面疲勞、磨損等。輪齒斷裂是指輪齒局部或整體斷裂，一般斷齒往往發生於齒根，其原因乃微細之裂 ( 縫 ) 紋導致局部應力集中及過高之交變應力循環作用下，致使裂 ( 縫 )紋擴展使其應力超過材料之極限而導致輪齒斷裂。齒面疲勞其形成原因之一乃輪齒次表面之缺陷造成應力集中，而於缺陷表面產生微細之裂紋，經由齒輪運轉之疲勞作用裂紋漸漸向齒面擴展，於齒面形成之點蝕現象。本文系對常發生齒面疲勞破壞之節圓至齒根部位，分別針對齒根與節圓附近次表面存在缺陷，分析單齒及雙齒嚙合時齒面僅受垂直作用於齒面之正向力忽略切向摩擦力及潤滑黏滯效應之影響，對於不同缺陷半徑、深度、幾何形狀( 圓孔及橢圓孔 )，缺陷週緣分析其應力分佈之狀況，以了解再受到此一疲勞負載下於缺陷週緣最可能形成裂紋之位置。由本文所得之結果中發現，裂縫於缺陷表面形成的位置，短軸/長軸=1 ( 圓孔 )形成裂縫的位置與其所設施載位置無關，其均發生距齒面最近之位置，短軸/長軸<1 橢圓孔可能形成裂縫之位置視施載點位置及缺陷本身之幾何形狀而有所變化。圓孔缺陷其缺陷半徑≧0.25接觸半長時，缺陷深度(Z)/缺陷半徑(R)=1 為應力之轉折點。