機械新刊

14/02/2025

#軸承專輯│張偉欽

「軸承在農業機械的應用」

在史前時代，人類通過狩獵野生動物和採集漿果和根莖來生存。他們逐漸了解到，如果能使土地更具生產力，他們就可以依靠土地生活。後來發現，如果給土壤補充養分，它可以年復一年地生產出優質的作物。因此，農業產業的發展如我們今天所知，隨著機械化和自動化在全球範圍內的普及而開始。各種作物、土壤類型和工作環境都影響著不同類型機器的設計。對於每種作物，使用的過程大致相同，即：土壤被耕作，種子被播種，土壤被施肥，害蟲被控制；然後作物被收割並儲存。這個過程中的每個階段都需要其專門的機器，這些機器現在要麼由拖拉機牽引，要麼是自走式的，根據工作條件而定。

農業機械使用的軸承
深溝球軸承(圖1)廣泛應用於所有農業應用中；與自調心球軸承(圖2)相比，它們能承受相對較重的軸向負荷單列。其設計簡單、不可分離，適用於高轉速、甚至是非常高的轉速，而且在運轉中非常堅固耐用，幾乎無需維護。然而，與連座軸承(圖3)和自調心球軸承不同，深溝球軸承在容納對準誤差方面的能力有限，這在設計軸承座時必須考慮。自調心球軸承與連座軸承這些軸承被納入農業機械使用，主要是因為它們能夠容納對準誤差。並且其保持器也漸漸普遍使用玻璃纖維增強聚酰材料(代號後綴TN9)。單列角接觸球軸承(圖4)單列角接觸球軸承一般提供40°的接觸角，如果是配對使用，軸承廠商會特別控制套圈寬度和側面突出量加工至精密級公差，也可以用於單軸承的基本設計軸承，因為它們通常具有較高的精度，並且增加了承載能力和速度性能。兩個軸承彼此緊靠安裝時，即可達到指定的內部遊隙或預緊。雙列角接觸球軸承(圖5)在設計上對應兩個單列角接觸球軸承，但佔用軸向空間較小。這種軸承可承受徑向負荷以及作用於兩個方向上的軸向負荷。這種軸承提供高剛性的軸承配置，並能夠承受傾覆力矩。
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#農業機械
#旋耕機
#離心式肥料分配器
#螺旋穀物輸送機
#收割機械

「機械新刊」以機械界領航員自許，有工業4.0、智慧機械、模具、馬達、傳動、齒輪、工控、切削、工具機、綠能、風電等文章。發行人黃立翰為東京大學博士，出身機械產業，親身投入用心經營。機械新刊為台灣機械雜誌的第...

12/02/2025

#軸承專輯 專輯前言│張偉欽

實現可持續性是大多數企業的首要任務。在致力於減少碳足跡的過程中，一些企業通過植樹等策略來抵消或補償碳排放。然而，這些做法並未觸及問題的本質——首先需要減少的是碳排放本身。那些真正致力於去碳化的企業，通常已經將切實可行的措施納入其實現淨零目標的規劃中。他們投入資金以改善能源效率，積極宣導電氣化，採用可再生能源等。他們建立了減少能耗、降低排放的流程。然而，任何單一方法都無法實現這一目標。正如企業需要多元化的收入來源一樣，也需要採用多種方式實現去碳化目標。

為了實現高性能並延長使用壽命，軸承套圈材料必須同時具備兩大相互矛盾的特性。一是必須硬度高，以承受滾動體施加的載荷；二是必須有韌性，以免在壓力下出現開裂。為了解決這一棘手的問題，製造商使用相對柔軟的材料製造套圈，然後對其進行處理，使其成為堅硬、耐磨的部件，從而在硬度和韌性這兩種相互矛盾的特性之間取得平衡。實施這一工藝可以採用多種方式，但幾乎每一種方法都需要耗費大量熱量。傳統上，淬火在專門的加熱爐中進行，但這可能使該過程變得緩慢，耗能極高，而且還會造成污染。對於軸承製造商及其客戶來說，這些都是不可取的，因為他們都希望自己的製造過程快速靈活，具有成本效益，同時盡可能減少碳排放。

感應淬火是加熱爐的一種替代方案。它使用強大的交變磁場在軸承套圈表面產生熱量。感應淬火快速且節能，因為它可以縮短加工時間，實現局部加熱，並且在停留期間不消耗能量。該工藝可即時調整，使製造商能夠精確控制表面硬化層深度。感應淬火已廣泛應用於軸承生產。直徑不超過500mm的小型軸承套圈使用環形感應線圈加熱整個套圈表面，一次性完成淬火工作。對於直徑達數米的大型軸承套圈，製造商則採用掃描技術，使用貫穿部件表面的線圈和噴霧淬火系統，每次加熱或冷卻一小塊區域。與傳統的淬火技術相比，感應淬火還具有其他環保優勢——比如，不需要使用氮氣、天然氣、甲醇或氨等工藝氣體或化學品。這也簡化了供應鏈。最近，這些介質的價格出現了波動，而且貨源緊缺，供應鏈因此成為日益重要的考量因素。

#軸承應用
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「機械新刊」以機械界領航員自許，有工業4.0、智慧機械、模具、馬達、傳動、齒輪、工控、切削、工具機、綠能、風電等文章。發行人黃立翰為東京大學博士，出身機械產業，親身投入用心經營。機械新刊為台灣機械雜誌的第...

10/02/2025

#人生偶拾│黃博治

「曆法演變的三項驚奇」

前些時日，難得與機械界老友們同遊義大利。當參觀聖彼得大教堂時，導遊引導至教宗格里高利(Gregory)十三世的紀念座前，突然語出驚人地說，這位教宗做了一件令人不可思議的事，也就是他沒收了這個世界上的人類長達10天之久的時日。大家驚奇地拿出手機，一個月又一個月往前滑，沒出幾分鐘就滑到了1582年10月4日，之後下一個日子居然是10月15日(星期的日數則連續從週四連到週五沒有唐突變化)。這個月果然整整被沒收了10天，成為歷史上最短的一個月。由於這位教宗的創舉確實令人始料未及，事後詳細查閱現代與過去的歷史資料，居然相關曆法的前前後後，有三項令人驚奇的發現。

第一項驚奇：世人無端被剝奪十天
世界上各地的人類在較封閉的時代裡，都會觀察天象發展出各自的曆法，這也是各地人群爭先展現科學與文明進步的象徵。今日世上絕大多數國家或民族所採用的曆法，通稱為公曆或西曆或陽曆。它是始自西方世界的光輝歷史，羅馬時代所採取的陽曆；經過多次的變革，一直到西元前46年由尤利烏斯‧凱撒(Julius Caesar，即著名的凱撒大帝)所創建的曆法，亦即歷史留名的「儒略曆」，「儒略」兩個字看起來較陌生，但應該是來華的天主教傳教士自Julius翻譯而來。

儒略曆執行了約1600年之後，由於地球環繞太陽一年的日數是無法整除的小數點(如365.242199174…天)，當時的天文學家與數學家所觀察到的太陽運行現象與儒略曆之間，已經累積到相差10天的荒唐程度，影響到世人的生活產生許多不便。於是他們向當時的教宗格里高利十三世建議，曆法必須加以變更，剝奪掉世人的日子10天才能矯正得過來。教宗也從善如流，宣布了新曆法，也就是在1582年10月4日的次日，直接跳到10月15日，這個新曆法世人稱之為「格里曆」，與儒略曆同樣屬太陽曆。
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#軸承專輯

「機械新刊」以機械界領航員自許，有工業4.0、智慧機械、模具、馬達、傳動、齒輪、工控、切削、工具機、綠能、風電等文章。發行人黃立翰為東京大學博士，出身機械產業，親身投入用心經營。機械新刊為台灣機械雜誌的第...

07/02/2025

#軸承專輯│ #封面故事

「專注細節只為一次完美的旋轉 SKF與陶瓷混合軸承共舞的極致想像」

文/張世文

軸承在許多產業應用裡面，確實是不可或缺的存在，如果沒有這樣極致的旋轉，你會發現，很多我們日常中習以為常的作動，都會變成難以跨越的高峰，尤其是過去被歸類在精密行業應用的陶瓷混合軸承，也因為技術的持續發展與材質、應用等研究的不斷投入，在不同領域上愈來愈容易看到它的身影，而推動這一趨勢持續進展的SKF，對於陶瓷混合軸承的發展，確實充滿信心。

雖然陶瓷這個材質聽起來是「新星」級的角色，但其實它在軸承上的應用，已是頗有「歷史」的不可或缺，而SKF正是其穩佔鰲頭的重要推手。臺灣斯凱孚東北亞工具機應用工程部經理許景逵分析，其實在1970年代左右，就已經應用在航太工程領域，當時美國SKFMarlin Rockwell Corp. (MRC) 即設計了首批陶瓷軸承，應用在需要承受極端溫度的航太領域上，「最初的嘗試，集中在開發能夠承受噴射引擎中高溫和高轉速的應用，SKF利用以氮化矽為主要材質的陶瓷滾珠達成了這項目標，從而為陶瓷混合軸承建立了相當好的基礎。」所謂的陶瓷混合軸承，結合了軸承鋼軌道和通常由氮化矽製成的陶瓷滾珠，具備了獨特的機械特性，因此一開始在像是航太應用等高附加價值的精密機械中獲得青睞，此後，這個因為其獨特的材質特性，在各種各樣不同的行業開始展露頭角，成為機械行業中不可或缺的重要角色。
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05/02/2025

#發行人的話│黃立翰

最高時速約300公里的高速鐵路出現後，大幅的擴大了人們的生活圈，改變了工作與旅遊的樣貌。磁浮列車則具備更高速的行駛能力，大家不陌生的上海磁浮線，便以最高每小時431公里的速度為旅客服務。而在日本，磁浮列車技術早從1970年代便開始被注目，先在宮崎縣進行了時速成功達500公里的試驗線之後，在山梨縣朝著實用化的步調持續進步。在2003年完成了最高時速581公里的載人測試後，研發團隊開始著手延長軌道的工程，將18.4公里的測試路線擴增到42.8公里，並且加掛多節車廂做營運測試。

由於日本是個地形高低起伏的島國，磁浮列車軌道建置無法避面需要上上下下的規劃，這狀態所面臨到的重大挑戰，是車體在磁力作用下可離地漂浮的高度極限。有一定的高度，列車上下坡時才可避免造成與軌道面的接觸摩擦。比起行駛於平原地形的上海磁浮列車1cm上浮之設計，日本磁浮列車則以上浮10cm為基準，利用最新的超電導技術加以實現。這條名為中央新幹線的磁浮列車大計畫，2027年將實現40分鐘從東京到名古屋，2037年再實現67分鐘從東京到大阪的夢想。

本期軸承專輯，SKF斯凱孚的軸承專家張偉欽先生在前言中談到了軸承套圈材料必須同時具備硬度與韌性的特質，如何建構這相互矛盾的條件於一身，真是精彩有趣的過程。關於專輯內容，張主編為讀者準備了軸承在農業機械的應用、滾動軸承的選用、軸承塗層的介紹、綠色鋼鐵在軸承的應用與影響等文章。在封面故事裡，SKF斯凱孚展現了在陶瓷混合軸承應用領域裡的深耕與自信。在AI-AOI專欄中，台大機械系終身特聘教授陳亮嘉先生，為讀者安排了對於半導體光學檢測品質提升大有幫助的AI光學反卷積之超解析成像技術。接著，台大工學院院長江茂雄教授在離岸風電專欄中介紹了DTU 10MW離岸風機固定式支撐結構之疲勞評估程序。在技術動向單元，TPI東培工業對於大氣氮鋼等高性能不銹鋼軸承材料有深入的研究。

最後祝福每一位機械新刊的好朋友，新年恭喜！蛇年平安健康發大財！
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#軸承專輯

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03/02/2025

2025年02月號第99期『機械新刊』電子書，與您分享。

#軸承專輯
#機械新刊

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22/01/2025

#齒輪專輯│石伊蓓、陳光宇、李秉勳

「以四軸CNC加工機切製大速比直傘齒輪對」

直傘齒輪(Straight bevel gears)廣泛應用於需要角度偏轉的機械傳動系統，如差速器，和較低轉速的轉角度傳動裝置。可使用成型法(Forming)如鍛造，或機械加工(Machining)來製造直傘齒輪。

常見的直傘齒輪加工方法有雙刨刀創成法(Two-tool generating method)，雙聯鎖碟型刀盤加工法(Coniflex cutting method)，以及圓拉刀法(Revacycle® method)。圖1為雙刨刀和雙聯鎖碟型刀具切製法所使用的傳統機台，前者是利用兩個直邊刀刃在滑座上來回運動切削齒形，而後者則是利用兩個左右交錯碟型刀具切削左右齒面，兩者刀具皆須做創成運動，以保證能製造出高精度和良好接觸性能的直傘齒輪。在製造高精度直傘齒輪時，通常加工需使用創成法(Generatingmethod)。Stadtfeld[1]提出在CNC傘齒輪切齒機實施Coniflex法的可能性，圖2為在格里森(Gleason)PhoenixII 275HC傘齒輪切齒機上加工Coniflex直傘齒輪。Phoenix機為五軸CNC工具機，利用編寫NC程式，使得齒面修形更具彈性，再者CNC機的剛性比傳統機高，加工精度也比較好。

另外一種加工法如圖3所示，使用盤型銑刀成形加工直傘齒輪，只需使用四軸CNC加工機即可，然而此種加工法雖然相當簡便，但加工的齒輪對接觸性能並不佳。四軸機的價格比較便宜，取得相對容易，因此若能解決接觸性能的問題，將具有高度製造競爭優勢。晚學協助廠商開發以成形法加工高速比直傘齒輪，利用齒輪嚙合理論，推導銑刀輪廓，和修正的加工NC路徑，獲得了良好的接觸性能。晚學將近期實驗室的研究成果[3, 4]整理為文，期望能與業界先進分享。
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#直傘齒輪
#成形加工法

#齒面相對修形
#齒面接觸分析

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20/01/2025

📣 「上博科技⨉智造躍升」報名開跑！
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【活動資訊】
🗓 日期：
2/7（五）13:30 – 17:00
3/21（五）13:30 – 17:00
5/16（五）13:30 – 17:00
7/18（五）13:30 – 17:00
9/12（五）13:30 – 17:00
11/14（五）13:30 – 17:00
📍 地點：桃園市龜山區復興三路358號（宜聖科技股份有限公司）
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#智慧製造 #數位轉型 #產業升級 #工業4.0 #數據驅動 #全方位數位化

20/01/2025

#齒輪專輯│徐瑞宏

「刮齒機輔助平行刮齒隆齒構參數之計算」

齒輪產業中精加工使用最廣泛的方式為磨齒及刮齒加工，磨齒的加工精度雖然較刮齒加工高，但磨削過程中會產出許多油霧磨粒，較為不環保，且比刮齒加工更為耗時，不符合經濟效應，另外刮齒加工相對於磨齒加工的優點為能克服較多種類的齒輪，如圖1所示，因階梯狀的齒輪或者與較大截面相連之齒輪皆無法容納研磨之磨輪，故都無法選擇磨齒加工，綜合上述直進式刮齒為最泛用的精加工方式。

平行式刮齒式使用之刮齒刀齒形為漸開線齒輪，相對其它刮齒形式之刮齒刀較容易製造，針對大齒面寬齒輪刮齒加工其齒面誤差最小，針對需要加工隆齒齒輪平行式刮齒可利用刮齒機中搖擺機構達成(如圖2所示)，機台下面的導軌(Guideway) 、銷軸(Pin)與樞軸(Pivot)可以控制工作台運動形式，當導軌為水平形式時，工作台可以水平左右運動，當導軌與水平有夾角時，工作台則會呈現如圖2所示之搖擺運動，在搖擺運動時齒輪非中心點與刮齒刀中心距離較短，離中心點越遠中心距越小，利用這個特性可以達成隆齒的目的。
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#平行式刮齒
#搖擺式機構
#隆齒

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17/01/2025

#齒輪專輯│吳育仁、黎可桂、王韋晟

「應用強力刮齒進行螺旋面齒輪加工之技術」

為了減少加工時間和成本、並同時兼顧螺旋面齒輪(Helical Face Gear)齒面精度，本文提出使用強力刮齒(Power Gear Skiving)切削螺旋面齒輪之技術並建立其數學模型，使目標齒面的精度等級可以達到ANSI/AGMA 2009-B01 B6標準。首先，透過與待加工螺旋面齒輪配對之圓柱螺旋齒輪推導出共軛齒條(Rack)，再以此可參數化修形之齒條創生出錐型刮齒刀(Skiving Cutter)，配合CNC刮齒機加工軸之附加運動多項式，可進行被加工齒面拓樸修整(Tooth Topology Modification)，藉由附加運動參數與加工齒面誤差關係可建立敏感度矩陣(Sensitivity Matrix)，並結合Levenberg-Marquardt演算法建構一個閉迴路的目標齒面優化系統，用以計算新的刀廓及附加運動參數以逼近目標加工齒面。為驗證其可行性，本文使用VERICUT軟體進行CNC刮齒機之虛擬加工，結果可證實本文所提模型可實現以強力刮齒進行螺旋面齒輪之加工，提供業界做為機台開發時之參考。
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#強力刮齒
#螺旋面齒輪
#敏感度矩陣
#齒面拓樸修整

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15/01/2025

#齒輪專輯│蔡錫錚、莊啟佑

「複合階梯式行星齒輪傳動機構之齒數設計與傳動效能分析」

行星齒輪機構具有輸出入同軸、高速比以及高能量密度等特性，是常見且廣泛應用之齒輪傳動機構。在各種類型的行星齒輪機構中，複合階梯式行星齒輪機構相較一般行星齒輪機構擁有更高的速比，可滿足空間限制下的設計需求，特別是如電動車用減速齒輪箱、控制裝置用齒輪箱。此類型行星齒輪機構的特點為兩個不同大小行星齒輪構成一複合行星輪，並分別與太陽輪以及環齒輪嚙合。但是在齒數選擇方面相對複雜，除要能滿足組裝要求外，也要能考量到對傳動效能的影響。

本文將複合階梯式行星齒輪之齒數組合有系統地建立六項設計準則，以能滿足組裝條件。並進一步以案例分析，探討在齒輪具有/無齒形修整狀況下，不同齒數組合與對應嚙合相位對整體機構之傳動誤差、行星輪負載分配等傳動效能的影響。研究結果可做為設計複合階梯式行星齒輪機構之參考準則。
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#複合階梯式行星齒輪機構
#齒形修整
#嚙合相位
#傳動誤差
#行星輪負載分配

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13/01/2025

#人生偶拾│黃博治

【人類首創文明應為「木器時代」】

這是一個虛幻的故事。
電影「阿凡達」的片中劇情，主角領導藍色肌膚的納美人，全力抵檔貪婪的人類入侵，可惜由於技不如人，節節敗退。眼看納美人一族幾乎要被滅族時，忽見潘朵拉星球的大地震動，遍布全地的樹群互相吆喝吶喊，全體樹木群起而反攻。樹群在地上盤走，樹枝搖盪奮力與敵軍週旋。經一陣生死激戰之後，納美人終於驅走了貪婪成性的人類。這時，電影院裡的小朋友們不禁一邊叫好一邊拍起手來。

這是一個真實的故事。
一對年輕父母帶著未成年的子女們，來到了一片排列整齊的森林裡。孩子們在樹下嬉戲追逐、盡情奔跑，大人則坐在木頭排桌旁準備著一家人的野餐。兩人相互交談，讚賞著呼吸芬多精有多好，整排樹木整齊又美觀，相約以後應多帶小孩們來此郊遊。
森林的樹群聽到了這些讚賞的對話，不禁搖頭並以人類摸不清的訊息相互傳達述說，真是愚笨的人類啊，他們來到的只是我們森林世界裡最可憐的國度，就這麼高興。他們居然不知道這裡一千年前原本是鳥語花香的天然國度，每棵不同的樹木都可以互相照顧，安穩和平地相處在一起。如今被自私的人類把一整片美好家園砍掉，重新種植了我們這些同類的樹木，以致造成我們互相排擠、怒目相向，手展不開、腳也伸不出去。至於芬多精，那只是我們呼吸的一小部分而已啊！我們只能嘆氣說，無知的人類啊！

虛幻世界中的樹群會講話、會走動，然而真實世界中的樹群看似無聲無息，但是樹群之間確實在溝通，只是它們不靠我們聽得見的聲波，它們靠的是空中氣體的互相傳播，還有地裡下土壤裡的真菌菌絲互傳更是無遠弗屆。
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#齒輪專輯

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10/01/2025

#齒輪專輯 技術動向│吳 文

「有關諧波減速器齒型設計的解析」

1955年美國Clarence Walton Musser先生首次提出“Strain Wave Gearing”諧波減速器的發明，1960年再以“Breakthrough in Mechanical Design：The Harmonic Drive(HD)”的論文解釋其機構及操作原理，而後美國NASA、波音公司、甘迺迪太空中心(KSC)、MIT、通用電氣(GE)、聯合製鞋機械(USM)公司等大型企業及研究中心都投入研究，因具有重量輕、空間小且無背隙的優點，推動了機器手臂及半導體、航天、國防等產業的發展，Musser是個偉大的發明家，一生有超過1500件發明專利，除諧波減速器之外，另外著名的還有汽車巡航控制以及戰鬥機安全彈射座椅。1970年日本長谷川齒輪廠從USM公司引進全套技術，並與USM合資成立Harmonic Drive Systems Inc(簡稱HD)公司，最後買下USM全部股權成為獨資公司，1988年推出自我研發的IH齒型產品，由於HD產品的性能優異及專利保護，最終成為壟斷全球市場的製造商，尤其機器人每年持續增長，雖然大陸本土機器人企業開始採用國產減速器，但四大家族及許多日本廠商皆在大陸設廠並直接銷售，且至今仍採用HD產品之下，HD全球市佔仍高居首位。

諧波減速器基本由三個元件組成，即剛輪、柔輪、波發生器，波發生器又由柔性軸承及橢圓凸輪輸入軸組成，利用橢圓長軸使剛柔輪產生預壓並嚙合，短軸處剛柔輪又呈分離狀態，利用少齒差原理來產生大的減速比運動，以市場常見的2齒差諧波減速器，柔輪比剛輪少兩齒，當波發生器的輸入軸旋轉一圈時，因輸入軸與柔輪之間多了柔性軸承，這使得凸輪長軸高點僅經過剛輪同位置兩次，導致柔輪相較剛輪只移動兩齒，若柔輪為100齒數且作為輸出軸，其減速比就等於100/2=50。剛柔輪與傳統標準齒輪並不相同，其差異主要在柔輪齒頂需做頂切(Topping)加工，全齒高較標準齒輪短，且會與齒數呈正比關係，約在1.1m~1.8m之間(m：模數)，亦即小減速比的齒高會較短，例如50減速比的剛柔輪全齒高大約在1.2m~1.3m，100減速比的剛柔輪全齒高約在1.5m~1.7m，原因是齒高過大，橢圓短軸處的剛柔輪容易發生干涉，另外限制是長短比差異不宜超過1.05，過大會造成柔性軸承壽命縮短。再來壓力角的選擇也與減速比相關，通常減速比愈小或轉位係數過小時，會加大壓力角，主要都是為了增加齒厚及剛柔輪的嚙合齒數。可能有讀者會不理解為何轉位係數會有過小現象，這應該稍作說明，同一型號(尺寸)諧波減速器無論是那種減速比，基本上剛柔輪車件皆採取共用方式以降低管理成本，所以剛輪內徑(齒頂徑)是不變的，除了增加零件共用性，也可以維持柔輪齒壁厚接近，這時若使用標準模數m或DP(Diametral Pitch徑節，m =25.4/DP)的刀具來設計，就很容易發生轉位係數過小現象，雖然改採非標準模數可以避免此一現象，但可能延伸刀具外協、量測及管理上問題。
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「機械新刊」以機械界領航員自許，有工業4.0、智慧機械、模具、馬達、傳動、齒輪、工控、切削、工具機、綠能、風電等文章。發行人黃立翰為東京大學博士，出身機械產業，親身投入用心經營。機械新刊為台灣機械雜誌的第...

08/01/2025

#齒輪專輯 專輯前言│石伊蓓

本期齒輪專輯收錄了四篇來自學界的文章，分別由中央大學蔡錫錚教授、吳育仁教授，逢甲大學徐瑞宏教授，以及臺灣科技大學石伊蓓教授(編者)整理的研究成果。內容涵蓋一篇關於行星齒輪系設計的文章，以及三篇探討齒輪製造的論文。

蔡錫錚教授聚焦於電動車高減速比傳動應用的複合階梯行星齒輪傳動機構設計，提出六項設計準則作為選擇齒輪組中四種齒輪齒數的依據，以確保齒輪對正確嚙合，並分析其傳動誤差及行星輪之間的負載分配。

吳育仁教授則針對熱門的強力刮齒加工法(Power Skiving)製造螺旋面齒輪，透過敏感度分析推導出刀具齒形輪廓修整量及CNC機台的修整運動參數，以製造出符合理論的螺旋面齒輪。

徐瑞宏教授的研究長期專注於圓柱齒輪的滾齒與刮齒加工，這次展示了輔助平行刮齒隆齒機構的數學模型，該模型對於廠商開發相關機台具有實用價值。

石伊蓓教授則探討以CNC四軸加工機替代昂貴的專用機或五軸加工機來加工直傘齒輪的可行性。在成形法的加工法中，透過齒輪嚙合理論推導成形銑刀齒形輪廓及四軸運動修正量，使得直傘齒輪對具有優異的接觸性能，以便業者能以便宜的機具來精確加工直傘齒輪。
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「機械新刊」以機械界領航員自許，有工業4.0、智慧機械、模具、馬達、傳動、齒輪、工控、切削、工具機、綠能、風電等文章。發行人黃立翰為東京大學博士，出身機械產業，親身投入用心經營。機械新刊為台灣機械雜誌的第...

06/01/2025

#齒輪專輯│ #智慧機械

「WITTENSTEIN威騰斯坦數位智能機電一體的創新驅動者」

WITTENSTEIN成立於1949年，原生產DEWITTA縫紉機，轉而生產減速機，經歷了持續發展和重新定位。如今，WITTENSTEIN集團擁有約2900名員工，分布於全球40多個地點，減速機應用從提供高動態運動、最高定位精度、智能化模組與客製產品、整合系統和解決方案。應用產業分布廣大，從航天到石油、天然氣探勘，從自動化到工具機都看得到威騰斯坦的身影，是機電驅動技術領域的創新領先者。一路走來，不斷以突破性的創新驚艷客戶。

WITTENSTEIN歷史性的里程碑始於1983年漢諾威展，當時首次展出低背隙行星式減速機-SP系列，為減速機產業開啟了創新的篇章，並豎立了業界的標竿，也加速了WITTENSTEIN的成長。 憑藉著不斷的產品性能升級、研發技術創新、改進生產流程與組裝解決方案，進而在業績上取得亮眼的成績。1989年，WITTENSTEIN開始邁出了國際化的步伐，於全球重要國家先後設立分公司。德國總公司也鑒於台灣關鍵產業彙集與客戶需求量日增，而於2008年間設立分公司，希望深耕台灣，可以直接了解客戶需求並直接進行服務。

當然，追求創新的腳步不停歇，於2011年間在 Fellbach「未來都市生產工廠」(Future Urban Production)舉辦開幕典禮，此先進製造設施擁有零碳足跡，是永續生產方案的先驅，並成功地與社區住宅環境結合。

2014年5月23日正式啟用「創新工廠」WITTENSTEIN Innovation Factory，整合研發、銷售、生產與多個機電事業單位於此共用空間，凝聚團隊合作、激發員工交流與有效支援創造力，同樣以樹立能源耗損最低標準為目標。 「創新工廠」並獲得德國永續建築委員會(German Sustainable Building Council)白金認證(Platin Certificate)。成功的將工業4.0實現於智慧工廠。
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02/01/2025

#發行人的話│黃立翰

2024年底，機械公會旗下的台日機械技術與合作聯誼會在台中舉辦了「台日機械經貿交流會」，吸引了近百位包括台灣企業與駐台日商代表的共襄盛舉。會中邀請了日本工具機產業專家西田機械的高林利男先生做了專題演講，談到了日本工具機的過去、現在與未來。高林先生表示，日本工具機市場在過去兩年，因日本國內汽車產業不景氣等因素，對工具機的需求力道不足，導致內需市場持續低迷。反而在外銷市場2024年1~8月比起前年度同期有小幅增加，尤其是以東南亞為中心的亞洲區塊近半年來工具機銷售成長顯著。

高林先生認為下一個日本工具機接單的高峰會落在2026年初，探究其原因，第一是在日本興建的數座半導體工廠將陸續在2025~2026年完工，伴隨著半導體相關裝置與零組件之需求將逐步提升，生產零組件的工具機也將受惠。第二個原因是汽車產業的帶動。日本汽油車將有一波1300CC與1500CC等級新型引擎的導入，2026年中將大量生產，工具機的銷售也將隨之受惠。其他還有如日本車廠對於電動車研發的重啟，也將活絡小型精密工具機的市場。高林先生認為2026年日本工具機市場將會有近2兆日圓的訂單。

本期齒輪專輯，台科大石伊蓓教授為讀者們邀集了複合階梯式行星齒輪傳動機構之齒數設計與傳動效能分析、應用強力刮齒進行螺旋面齒輪加工之技術、刮齒機輔助平行刮齒隆齒構參數之計算、以四軸CNC加工機切製大速比直傘齒輪對等精彩文章。在智慧機械特輯裡，WITTENSTEIN威騰斯坦展現了數位智能機電一體化的堅強實力。在電動車專欄中，台大名譽教授鄭榮和先生為讀者準備了車用零組件綠色永續管理趨勢。另外，於本期技術動向單元安排了一篇關於諧波減速器齒型設計解析的內容。

跨入2025年，感謝鄭勝文、江茂雄兩位總編輯持續帶領新刊，也感謝機械新刊每位主編與作者的用心，有你們的付出，機械界的朋友們才能持續透過本刊物汲取專業的養分，謝謝你們。最後，祝福每位機械新刊的有緣人新年快樂，闔家平安！
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#齒輪專輯

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31/12/2024

2025年01月號第98期『機械新刊』電子書，與您分享。

#齒輪專輯
#機械新刊

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24/12/2024

#智慧自動化專輯│成維華、覃大嘉、章質彬

「人工智慧時代的硬體與軟體」

NVidia與AMD結合後，人工智慧的硬體GPU看似領先了INTEL，而ChatGPT與相關的大語言模型(Large language model, LLM)也展現了前所未見的智慧，人類是否漸漸被電腦或機器人取代，電腦軟體的發展應何去何從，本文就人類與機器智慧的角度出發，說明人工智慧的極限，並就電腦硬體的改良，探討電腦軟體的發展方向。

人類與機器智慧

人類智慧源於自我需求
伯拉罕‧馬斯洛(Abraham Maslow)的《人類動機的理論》指出，人類為了生存而產生需求，未滿足的需求會影響人類的行為，而已滿足的需求則不會形成為行為的動力。需求是有層次性的，由低到高層次的漸進的發展。低層次的需求包括為生理(生存與繁衍)、安全，中層次為歸屬感(寵愛)、社群，高層次為被尊重(敬愛)、自我實現(超越)， 該理論的一個基本假設就是「人類是追求需求的動物」。人類由自我需求出發，進而探索、學習、組織及創新；機器本身不具有自我需求，而所謂的人工智慧的探索、學習、組織及創新，實際上只是人類為了滿足低層次需求(生理、安全)與中層次需求(歸屬感、社群)所製造的產物(Product)。王國雄教授以陰陽五行說明人類的發展，由金、木、水、火、土五行之間的生剋或供需關係，發展出權威(Authority)、價值(Value)、利益(Interest)、自尊(Dignity)、安全(Awareness)，說明組織及創新的高層次需求。
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#人工智慧

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