機械製造ⅱ隨堂講義第10章（學生本）

第 10 章　螺紋與齒輪製造　37
第 1 部分　重點掃描
10-1　螺紋之概述
1. 螺紋的形成：螺紋是指在圓柱面或圓錐面上，沿螺旋線形成的凸峰和溝槽。
2. 螺紋的用途： (1) 連接或　固定　機件、 (2) 調節機件位置或　測量　、
(3) 傳達動力或運動。
3. 螺紋五要素
螺紋五要
素
說　明
　牙形　
螺紋軸向的剖面所呈現的輪廓。
　大徑　
即標稱直徑，為外螺紋或內螺紋的最大直徑。
　線數　
繞在同一螺桿外或螺帽內的螺旋線數，有單線和多線螺紋。
螺距為相鄰兩螺紋的距離，又名節距；螺紋旋轉一圈沿軸向移
動的距離稱為：　導程　＝　線數　 × 螺距（ S ＝ n ×
P ）。
　旋向　將視線沿螺桿的軸線方向向前延伸，　順時針　方向旋轉
前進的螺紋稱為右螺紋；反之為左螺紋。
第 10 章　螺紋與齒輪製造

38　第 10 章　螺紋與齒輪製造
4. 螺紋規格：我國國家標準採用公制螺紋，規格以字母　 M 　代表。英制
螺紋以　 UNC 　代表「統一標準粗螺紋」， UNF代表「統一標準細螺
紋」。單位換算： 1 英吋＝　 25.4 　 mm 。
5. 螺紋量測部位中，以　節徑　最為重要，而加工現場最常使用螺紋分厘卡及
螺紋三線測量法進行量測。
10-2　螺紋加工
1. 螺紋加工方法很多，可依所需螺紋的生產數量、外形、精密度、工件材質及
特殊用途等因素，來選擇適當的加工方式。常用之加工方法比較如下表：
製
造
類
別
方　法外
螺
紋
內
螺
紋
說　明
切
削
加
工
攻牙 ●
手工螺絲攻：小量加工孔徑 20mm 以下之　內　螺
紋，通常一組有 3 支。
鉸牙
（螺絲
模）
●
適用於小尺度精度不高之外螺紋，可用手工鉸牙或
裝在車床上使用。

車削 ● ●
使用與牙形相同的　成形車刀　車削內外螺紋。螺
紋牙深車削的進刀法分為直進法（使用橫向手輪）
及斜進法（使用　複式刀座　手輪）。
銑削 ● ●
適合加工　大　尺度的內、外螺紋。
磨削 ● ●
適合已先經過　淬火硬化　，或需要高精度及表面
光度之螺紋。
拉削 ●
使用拉刀大量生產。加工時工件或拉刀需　轉動　。
放電加工 ● ●
適合高硬度材料（例如碳化鎢）或是經淬火硬化後
的工件，無法以傳統切削加工製作之螺紋。
塑
性
加
工
滾軋 ●
滾軋的素材直徑等於　節徑　。生產速度快，是大
量生產外螺紋最主要的方法。
擠壓絲攻 ●
螺紋加工前，鑽孔孔徑為螺紋之　節徑　。不適合
加工硬度大於HRC30以上的材料。
鑄
造
　壓鑄　
● 適合強度不需太高、形狀特別，材質為銅、鋁、鋅
之螺紋大量生產。
10-3　齒輪之概述
1. 理想的齒輪應具有體積小、重量輕、　運轉安靜　、能傳遞大動力且耐用不
易損壞等優點。
2. 齒輪之用途： (1) 確實地傳達旋轉運動或旋轉力量。 (2) 可以改變運動、旋

轉方向及　速度　。
3. 依使用時兩齒輪軸線間的相對關係，正齒輪用於平行軸、斜齒輪用於相交軸、
蝸桿與蝸輪用於交錯軸。
4. 齒輪的相關術語（以正齒輪說明）
齒輪術語說　明
齒冠、齒
根、齒厚
齒冠是從齒頂到　節圓　的高度；齒根是從節圓到齒根圓
的高度；齒厚是　周節　的一半。三者與模數之關係為：
公式：齒冠＝ 1.00M ，齒根＝ 1.25M ，齒厚＝
π M
2
×
節圓、齒
根圓、齒
頂圓
節圓是一假想的圓，其與模數、齒根圓、齒頂圓之關係為：
公式：節　圓＝齒數（ T ） × 模數（M）
　　　齒根圓＝節圓－ 2.5 倍模數（M）
　　　齒頂圓＝節圓＋ 2 倍模數（M）
模數
公制齒輪的齒形大小以模數表示，模數愈大，齒形愈　大
。
公式：
D
M=
T
　
M：模數（ mm/齒）　 D ：節圓直徑（ mm ）　 T ：齒數
徑節
英制齒輪之齒輪大小以　徑節　表示，徑節為節徑上每 1
英吋長的齒數，徑節愈大，齒形愈　小　。

公式： d
T
P =
D
　
Pd ：徑節（齒 /in ）　 D ：節圓直徑（ in）　 T ：齒數
周節周節是節圓上相鄰兩齒對應位置的距離。
公式： cP =
π D
T
×
πM= × 　　
Pc ：周節（ mm/齒）　 T ：齒數
10-4　齒輪加工
1. 以非切削加工法製造
加工方法說　明
鑄造法
有砂模鑄造、精密鑄造及壓鑄法。
粉末冶金
適合　形狀複雜　、特殊材質之小齒輪大量生產。
射出成形
法
用於　塑膠　齒輪的大量生產。
滾軋法
又稱滾造法，利用高強度、硬度的齒輪或齒條做為加工模

具。
鍛造
成品內部具纖維狀組織，強度較大，生產速度快。
擠製法
適合　銅、、　鋁鎂等小齒輪製作，依設計長度裁切後使
用。
衝壓法
適合薄板狀齒輪大量生產，如鐘錶、儀器內之齒輪。
2. 以切削加工法製造
加工方法說　明
拉削
適合小型　內　齒輪的大量生產。
銑床銑削
在銑床上以分度頭及成形銑刀銑製，生產速度　慢　。
滾齒法
操作簡單且生產速度快，但無法製作內齒輪且刀具價格昂
貴。
鉋齒法
以鉋齒刀鉋削，內、外齒輪皆可製作，但特別適合內齒輪
及齒輪軸向有　干涉　的情形。
3. 齒輪的精加工
熱處理情形說　明
未經熱處理齒
輪
可使用「刮齒」及「擦光」，其中　刮齒　是精修滾
齒或鉋齒粗加工後的齒輪齒形，最有效率及最經濟的
方法之一。
經熱處理齒輪可使用「搪齒」、「研齒」及「磨齒」方法，其中

磨齒　可獲得最佳的齒輪精度。
第 2 部分　課後複習（題目前有「＊」者，請見章末解析）
一、選擇題
（ B ） 1. 螺紋標註符號「 L －3N M8×1.25－6g5g」所代表的意義，下列敘述
何者錯誤？　 (A) 左螺紋　 (B) 公差等級為 3N 　 (C) 公制螺紋
(D) 螺紋大徑8mm。
＊（ C ） 2.下列哪一種螺紋最適合用於千斤頂？　 (A) 梯形　 (B) 方形
(C) 鋸齒形　 (D) 圓形。
（ B ） 3.下列哪項要求對分厘卡機構中的螺紋最為重要？　 (A) 強度高
(B) 精度高　 (C) 傳動效率高　 (D) 表面不易生鏽。
（ C ） 4.螺距 2mm的三線螺紋，導程為多少 mm ？　 (A)2 　 (B)4 　 (C)6
(D)8。
＊（ D ） 5. 下列有關螺紋之敘述，何者錯誤？　 (A) 砂輪機左輪心軸使用左
螺紋　 (B) 腳踏車左踏板使用左螺紋　 (C) 由螺旋之軸向看，順時
針方向旋轉前進的螺紋稱為右螺紋　 (D) 粗螺紋有防鬆作用。
＊（ D ） 6. 傳統車床、銑床等工具機之導螺桿為下列哪一種螺紋？　 (A) 三
角螺紋　 (B) 鋸齒形螺紋　 (C) 圓形螺紋　 (D) 梯形螺紋。
（ C ） 7. 由螺桿端面觀察 4 線螺紋，其起點在圓周上間隔的角度為　 (A)0°
(B)45° 　 (C)90° 　 (D)180° 。
（ A ） 8. 下列哪一種方法加工的外螺紋，內部具有纖維狀組織，螺紋強度較
大？　 (A) 滾軋　 (B) 車製　 (C) 攻牙　 (D) 壓鑄。
（ C ） 9. 下列何種螺紋製造方法，最適合大尺度的內、外螺紋加工？　 (A)
滾軋法　 (B) 壓鑄法　 (C) 銑製法　 (D) 輪磨法。
（ A ） 10. 以機械螺絲攻加工盲孔螺紋，需幾支不同螺絲攻才能完成？
(A)1　 (B)2　 (C)3　(D)4。

（ C ） 11. 下列哪一種方法適合低熔點金屬螺紋的大量生產？　 (A) 輪磨
(B) 車削　 (C) 壓鑄　 (D) 銑削。
＊（ B ） 12. 一般刀具進行切削時皆不可後退（反轉），但下列哪一種刀具
例外？　 (A) 右手車刀　 (B) 螺絲攻　 (C) 鉸刀　 (D) 端銑刀。
＊（ C ） 13. 下列有關螺紋加工的敘述，何者錯誤？　 (A) 使用擠壓絲攻攻
牙是屬於塑性加工　 (B) 螺絲模只能用於製作外螺紋　 (C) 以斜進
法車螺紋時，使用橫向手輪、進刀深度為 0.75× 螺距　 (D) 銑削內
螺紋時，銑刀需自轉與公轉。
（ A ） 14. 下列哪一種方法不適用於加工生產內螺紋？　 (A) 鍛造　 (B) 拉
削　 (C) 塑性加工　 (D) 放電加工。
＊（ C ） 15. 欲車削螺距 2mm之單線螺紋，若導螺桿螺距為 6mm，主軸齒輪為
60齒，則導螺桿齒輪應為多少齒？　 (A)50 　 (B)120 　 (C)180
(D)300。
（ A ） 16. 若正齒輪的齒數為 T ，節圓直徑為 D ，則其徑節為　 (A)
T
D
　 (B)
n
πD
　 (C)
D
T
　(D)
πD
T
。
（ B ） 17. 英制齒輪齒形的大小，以下列何者表示？　 (A) 齒冠　 (B) 徑節
(C) 模數　 (D) 節圓。
＊（ D ） 18. 下列有關齒輪的敘述，何者錯誤？　 (A) 兩齒輪模數要相同才能
嚙合　 (B) 模數大者齒形較大　 (C) 徑節大者齒形較小　 (D) 相同
節徑之齒輪，模數小者齒數少。
（ A ） 19. 齒輪節圓至齒頂圓之尺度稱為　 (A) 齒冠高　 (B) 齒厚　 (C) 周節
(D) 齒隙。
（ B ） 20. 下列哪一種齒輪適合以衝壓法製作？　 (A) 螺旋齒輪　 (B) 薄板狀
齒輪　 (C) 小齒輪　 (D) 斜齒輪。
（ D ） 21. 下列哪種方法最適合鋁、鎂或鋅合金小齒輪的大量生產？　 (A) 粉
末冶金　 (B) 衝剪法　 (C) 滾齒法　 (D) 壓鑄法。
（ B ） 22. 下列哪一種齒輪加工與創生法無關？　 (A) 滾齒　 (B) 衝壓　 (C)
鉋齒 (D) 磨齒。
（ C ） 23. 以粉末冶金法製作齒輪，下列敘述何者正確？　 (A) 適合小量之生
產　 (B) 無法加工形狀複雜的齒輪　 (C) 可製作合金或特殊材質齒
輪　 (D) 適合大型齒輪。
（ C ） 24. 關於齒輪的加工順序，下列敘述何者正確？　 (A) 先搪齒、淬火再

滾齒　 (B) 先搪齒再刮齒　 (C) 先刮齒、淬火再研齒　 (D) 先淬火
再擦光。
＊（ D ） 25. 下列有關齒輪加工及應用的敘述，何者錯誤？　 (A) 滾軋法適合
小型齒輪　 (B) 擠製法適合銅、鋁、鎂材質的小齒輪製作　 (C) 塑
膠齒輪具有低噪音、耐腐蝕、低重量等優點　 (D) 鉋齒法只適合外
齒輪製作。
二、統整型選擇題
（ D ） 26. 下列何種螺紋的製造方法，最適合應用於高硬度及高精度的螺紋製
造？　 (A) 滾軋法　 (B) 螺絲模法　 (C) 銑製法　 (D) 輪磨法。
＊（ A ） 27. 下列有關正齒輪加工之敘述，何者不正確？　 (A) 拉床拉製不適
用於大量生產　 (B) 可用臥式銑床銑削　 (C) 銑削宜配合分度頭使
用　 (D) 模數或徑節是選擇銑刀之重要條件。
＊（ A ） 28. 欲加工 50件低碳鋼零件之內螺紋，採用下列何種加工方法較合適
　 (A) 螺絲攻切製　 (B) 滾軋加工　 (C) 壓鑄加工　 (D) 螺紋機製
造。
＊（ B ） 29. 以 1 ／ 4 －20UNC之螺絲攻進行攻牙時，其攻螺紋鑽頭（ Tap
drill ）的直徑約為多少 mm ？　(A)4　 (B)5　 (C)6　(D)7。
（ D ） 30. 齒輪經表面熱處理後，下列何種後加工方法可提升齒廓精度？
(A) 銑削（ Milling）　 (B) 鉋削（ Shapping ）　 (C) 滾齒（ Gear
hobbing ）　 (D) 磨光（ Lapping ）。
三、填充題
1. 螺紋依逆時針方向旋轉前進，稱為左螺紋，以字母 L 表示；依順時針方向
旋轉前進，稱為右螺紋，以字母　 R 　表示。
2. 三線測量法是以三支同直徑鋼線（三線規），配合　外徑　分厘卡，量測螺
紋之　節　徑。

3. 車床以直進法車削螺紋，應使用　橫向　手輪，進刀深度為　 0.65 × P 　。
以斜進法車削螺紋，應使用複式刀座手輪，進刀深度為　 0.75 × P 　。
4. 欲加工一個模數為 3 、齒數為 50的正齒輪，則其齒胚外徑為　 156
mm ，節圓直徑為　 150 　 mm 。
5. 滾齒法之加工原理屬於演生法，又稱創生法。加工時滾齒刀與齒輪的動作
類似　蝸桿　與　蝸輪　嚙合運轉的情形。
四、問答題
1. 請簡述螺紋線數、螺距與導程的定義及三者間的關係。
答：(1) 線數：指繞在同一螺桿外（或螺帽內）的螺旋線數。
(2) 螺距：相鄰兩螺紋的距離稱為螺距（又名節距）。
(3) 導程：同一條螺旋線上，繞行一圈後軸向移動的距離稱為導程。
三者間的關係：導程（ L ）＝線數（ n ） × 螺距（ P ）
2. 請簡述螺紋的用途。
答：(1) 連接或固定機件：為螺紋最主要的用途，此類型的螺紋以強度和便於製
作為主。
(2) 調節機件位置或測量：用於量具、鏡頭調焦及機件位置需要微調的地方，
此類型的螺紋著重在尺度及精度。
(3) 傳達動力或運動：用於千斤頂、工具機床台的導螺桿，此類型的螺紋著

重在力量傳送或運動機件，使其快速移動及精準的定位。

3. 請分別列舉 6 種製作內、外螺紋的方法。
答： (1) 內螺紋：攻牙、車削、銑削、拉削、磨削、放電加工、擠壓絲攻。
(2) 外螺紋：鉸牙、車削、銑削、磨削、放電加工、滾軋、壓鑄。
4. 請簡述齒輪依使用時兩輪軸線間的相對關係，可分為哪三大類？
答：(1) 平行軸用齒輪，例如正齒輪。
(2) 相交軸用齒輪，例如斜齒輪。
(3) 交錯軸用齒輪，例如蝸桿與蝸輪。
5. 請簡述齒輪精加工的方法有哪些？
答：齒輪精加工的方法依齒輪是否經過熱處理，可分下列兩類：
(1) 未經過熱處理：有刮齒與擦光兩種。
(2) 經過熱處理：有齒、磨齒及研齒三種。搪
第 3 部分　歷屆試題
＊（ D ） 1. 下列有關三支一組手工螺絲攻之敘述，何者不正確？　 (A) 手工
螺絲攻前端成錐度之牙數，最少者為第三攻　 (B) 以手工螺絲攻攻
牙，攻入 1 ～ 2 牙後，宜檢查螺絲攻之垂直度　 (C) 一般用於攻內
螺紋之鑽頭直徑尺寸，其簡要計算為螺紋外徑減去節距（螺距）
(D) 手工螺絲攻之第一攻，其前端通常有 1 ～ 2 牙倒角成錐度。
＊（ B ） 2. 有關螺紋及其加工之敘述，下列何者正確？　 (A) 導程是指螺紋
旋轉一圈，沿徑向移動的距離　 (B) 車削時，工件作等速的旋轉及
刀具作等速的移動　 (C) 冷作滾軋時，胚料的表面及內部一定都會
產生塑性變形　 (D) 公制螺紋之螺旋角為 60° ，符號為M。

解析
【第 2 部分　課後複習】
2. 鋸齒形螺紋適合單方向傳達動力。
5. 細螺紋具有防鬆作用。
6. 梯形螺紋適用於傳統工具機，滾珠螺紋適用於數控工具機。
12. 螺絲攻與螺絲模切削時，需適度反轉才能切斷切屑或退出刀具。
13. 以斜進法車螺紋時，應使用複式刀座手輪。
15.
主軸齒數
導螺桿齒數
＝
工作導程
導螺桿節距
，
60
導螺桿齒數＝
2
6
，導螺桿齒數＝ 180 齒。
18. 相同節徑之齒輪，模數小則齒形小，故齒數較多。
25. 鉋齒法特別適合製作內齒輪及齒輪軸向有干涉的情形。
27. 拉床適用於大量生產；臥式銑床銑削齒輪時，是以分度頭配合成型銑刀銑製，
銑刀之模數或徑節須與齒輪相同。
28. 50件屬小量生產，且選項中以螺絲攻最適合內螺紋之加工。
29. 攻螺絲鑽頭尺寸＝公稱直徑－（ 1/每吋牙數）
　　　　　　　
1 1 1 25.4
5
4 20 5 5
′′ ′′ ′′
− ≈＝＝＝ mm
【第 3 部分　歷屆試題】
1. (1) 第一攻，其前端通常有 6 ～ 8 牙倒角成錐度。
(2) 第二攻，其前端通常有 3 ～ 5 牙倒角成錐度。
(3) 第三攻，其前端通常有 1 ～ 2 牙倒角成錐度。
2 (A) 導程是指螺旋旋轉一周，沿軸向所移動的距離。
(C) 螺紋滾軋是將具有適當可塑性的圓形金屬胚料置於往復運動的平板模或
迴轉運動的圓滾模間，以適當的壓力軋成螺紋的牙紋。滾軋時，胚料向外
流動形成牙頂，所得的成品外徑比胚料大。
(D) 公制螺紋以符號「M」表示，螺紋角為 60° 。

機械製造ⅱ隨堂講義第10章（學生本）

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (10)

More from lungtengtech

More from lungtengtech (20)