棘輪齒形 一條龍設計與驗證

 對，整條鏈就是這四步：扭力需求 → 幾何設計 → 力學分析 → 可靠度確認。給你一份精簡版流程＋檢核要點：

一條龍設計與驗證

1. 扭力需求（T_req）

   • 輸入：目標扭矩、尺寸/空間、換向角目標、環境與壽命目標。

   • 產出：設計邊界與驗證門檻。

2. 幾何設計（α、β、r、b、齒數）

   • 推薦：α=10–20°、β=25–35°、β−α≥10°；選 r（作用半徑）、b（接觸寬度）、齒數(影響最小換向角)。

   • 目的：確保單向鎖定、反向滑順與加工可行。

3. 力學分析（扭力→反力F、材料應力σ、彈簧力Fs）

   • 反力：$F \approx \dfrac{T}{r\cos\alpha}$

   • 自鎖：$\alpha < \varphi=\tan^{-1}\mu$（幾何止擋優先，摩擦為輔）

   • 接觸應力（工程估）：$\sigma_{max} \approx \sqrt{\dfrac{6T}{\pi r^{2} b}}$，要求 $\sigma_{max} < \sigma_{y}/SF$（SF≥1.5–2）

   • 彈簧力：$F_s \gtrsim \dfrac{T}{r\tan\varphi}$（實務取 1.3–1.5 倍）

   • 材料/表面：棘輪/棘爪 HRC 約 48–55（爪可高 2–3 HRC），滲碳/氮化＋MoS₂/DLC 視需要。

4. 可靠度確認（型式試驗與量產品質）

   • 靜態扭矩：≥1.25×T_req，無破裂，永久變形≤規範。

   • 循環疲勞：±(40–60%)T_req，≥10k–50k 次，無滑齒/卡滯。

   • 換向壽命：切換≥500 次，功能正常。

   • 回彈時間：≤0.2 s（目標值，可依產品定義）。

   • 噪音與手感：dBA 與力差（例如正反換向力差<10%）。

   • 跌落/鹽霧：1 m 跌落、48 h NSS，功能與外觀合格。

   • 製程控管：角度公差±0.5°、同軸/端跳≤0.02–0.03 mm、齒側Ra≤0.8 μm、側隙0.02–0.08 mm。

你可直接用的快速檢核（Go/No-Go）

• 幾何：α、β、β−α（≥10°）達標 → ✅

• 力學：自鎖 $\alpha<\varphi$ 、$\sigma_{max}<\sigma_y/SF$ 、$F_s$ 達標 → ✅

• 試驗：靜扭矩、疲勞、回彈、噪音、環境 → 全數通過 → ✅

已幫你做好的檔案可用來落地：

• 《棘輪齒形設計流程表.xlsx》：輸入 T、r、μ、α、β、b → 自動算 F、σ_max、Fs、SF。

• 《棘爪卡滯_8D分析與點檢SOP表.xlsx》：現場異常處置＋點檢規範。

需要我再把這四步做成一頁式「流程圖+公式口袋卡」給你放簡報封底嗎？