普考申論題
114年
[機械工程] 機械設計概要
第 一 題
一、齒輪傳動系統常見使用的齒形有漸開線齒輪與擺線齒輪，試分別就下列面向比較兩種齒輪系統之優劣：⑴傳動角速比穩定性、⑵製造成本高低、⑶傳動效率高低、⑷運轉之振動噪音高低、⑸輪齒磨耗高低。（25 分）
📝 此題為申論題
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看到此題，應先聯想齒廓曲線的生成原理與嚙合幾何學。漸開線齒輪的「中心距可分離性」與「加工刀具通用性」是其普及與成本低的關鍵；而擺線齒輪的「接近純滾動接觸」及「凹凸面配合」特性，則決定了其在效率、磨耗與噪音上的優勢。作答時依序對齊題目要求的五個面向進行條列對比即可。
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【破題】 漸開線齒輪與擺線齒輪因齒廓生成之幾何原理不同，在力學傳動、製造工藝及運轉特性上各有優劣，以下針對五個指定面向進行詳細比較分析。 【論述】
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漸開線與擺線齒輪比較
💡 齒輪齒形幾何原理對傳動特性、製造成本及運轉表現的影響。
| 比較維度 | 漸開線齒輪 | VS | 擺線齒輪 |
|---|---|---|---|
| 中心距敏感度 | 低，中心距可變 | — | 極高，需非常精準 |
| 製造成本 | 低，刀具互換性高 | — | 高，需特製成形刀具 |
| 傳動效率 | 較低，存在滑動摩擦 | — | 極高，接近純滾動 |
| 齒面磨耗 | 較高，凸對凸接觸 | — | 較低，凸對凹接觸 |
| 應用領域 | 一般工業、動力傳動 | — | 鐘錶、精密儀表 |
💬漸開線勝在成本與安裝彈性；擺線勝在精密、耐磨與高效率。
