齿轮的理论与实践 第1卷PDF电子书下载

第一章 基本概念 1

第一节 关于矢量的基本理论 1

Ⅰ.1 力的合成 1

Ⅰ.2 关于力矩 2

Ⅰ.3 等效力系 3

第二节 速度和速度的合成 3

Ⅱ.1 基本运动 4

Ⅱ.2 运动的合成：相对运动、牵连运动、绝对运动 5

第三节 一个平面在另一固定平面上的运动 7

Ⅲ.1 瞬时转动中心 7

Ⅲ.2 运动的定瞬心线和动瞬心线 8

Ⅲ.4 欧拉、沙瓦里(Euler-Savary)公式及作图法 10

Ⅲ.3 瞬时转动中心特性的应用实例 10

第二章 齿轮副、节面和齿面 13

第一节 节面 13

Ⅰ.1 平行轴齿轮副 13

Ⅰ.2 相交轴齿轮副 15

Ⅰ.3 交错轴齿轮副 16

第二节 齿面 17

Ⅱ.1 平行轴齿轮副 17

Ⅱ.1.1 用包络法确定共轭齿廓 18

Ⅱ.1.2 蓬斯莱作图法的实际应用 20

Ⅱ.1.3 用动瞬心线法确定共轭齿廓 21

Ⅱ.1.4 动瞬心线法的特殊情况 22

动瞬心线法的第一个特殊情况：外摆线齿 22

在罗茨(Root)空气压缩机上的应用 26

动瞬心线法的第二个特殊情况：渐开线齿 28

齿轮副的共轭齿面 30

Ⅱ.1.5 平行轴齿轮副的名词术语 34

主要符号(几何的) 34

注脚符号 34

主要复合符号 35

标准模数 36

标准径节 36

标准产形齿条刀具 36

标准模数和“径节” 36

端面压力角、法向压力角 36

各种不同的齿距和模数之间的关系 37

分度圆螺旋角和基圆螺旋角 37

固定弦 39

斜齿轮的当量齿数 41

渐开螺旋面的接触母线相对于分度圆螺旋线的倾斜角 41

渐开线的参数方程及其应用 41

齿厚SM 46

齿顶厚 47

基圆齿厚 47

齿顶变尖时的顶圆 47

跨k齿的公法线长度测量 48

分度圆(切齿节圆)直径和节圆直径 50

渐开线共轭齿廓的画法 52

Ⅱ.2.2 动瞬心线法的推广 53

Ⅱ.2.1 齿廓 53

标准齿轮的齿高尺寸 53

Ⅱ.2 相交轴齿轮副 53

Ⅱ.2.3 动瞬心线法的特殊情况、球面渐开线齿线 54

Ⅱ.2.3.1 直齿 54

Ⅱ.2.3.2 斜齿 57

Ⅱ.2.3.3 特殊齿 60

Ⅱ.2.4 相交轴齿轮副的术语和符号 64

Ⅱ.2.5 几何关系 64

第三章 圆柱齿轮副的啮合研究 67

第一节 啮合的连续性 67

Ⅰ.1 直齿外圆柱齿轮副 67

Ⅰ.1.1 重合度的计算 68

Ⅰ.1.2 齿根有效半径 71

Ⅰ.2 直齿内齿轮副 72

Ⅰ.2.1 重合度的计算 73

Ⅰ.2.2 齿根有效半径 74

Ⅰ.3 斜齿圆柱齿轮 75

Ⅰ.3.1 端面重合度和总重合度 75

Ⅰ.3.2 简化式 79

第二节 干涉现象 79

Ⅱ.1 外圆柱齿轮副 79

Ⅱ.1.1 理论干涉 79

Ⅱ.1.2 齿根过渡曲面的确定 80

Ⅱ.1.2.1 刀具齿顶未倒圆角的情况 83

Ⅱ.1.2.2 刀具齿顶圆角的影响 84

Ⅱ.1.3 过渡曲线干涉现象 86

Ⅱ.2 内啮合圆柱齿轮副 87

Ⅱ.2.1 第一类干涉 88

Ⅱ.2.2 第二类干涉 89

Ⅱ.2.3 内齿轮切齿时由于插齿刀进刀而产生的特殊干涉现象 93

Ⅱ.2.4 小齿轮齿顶和大齿轮齿根过渡曲面之间的干涉现象 97

Ⅱ.2.5 大齿轮齿顶和小齿轮齿根过渡曲面之间的干涉现象 97

第三节 滑动现象 98

Ⅲ.1 两共轭齿廓从啮合开始到终止的总相对滑动量 101

Ⅲ.2 滑动比 102

Ⅰ.1 定义 106

第一节 变位齿轮的几何原理 106

第四章 变位齿轮 106

Ⅰ.2 中心距不变的变位齿轮 108

Ⅰ.3 中心距变化的变位齿轮 111

Ⅰ.3.1 直齿外啮合齿轮副 111

Ⅰ.3.2 斜齿外啮合齿轮副 120

Ⅰ.3.3 直齿内啮合齿轮副 123

Ⅰ.3.4 斜齿内啮合齿轮副 128

第二节 应用变位齿轮避免干涉 130

Ⅱ.1 外啮合直齿圆柱齿轮副 130

Ⅱ.2 斜齿 134

Ⅱ.3 DIN的旧变位制 134

Ⅲ.1.1 中心距不受限制 136

第三节 小齿轮和大齿轮的最大滑动比相等，接触极点的胶合参数(σH·υg)相等 136

Ⅲ.1 变位的确定 136

Ⅲ.1.2 给定中心距 139

Ⅲ.1.2.1 图Ⅲ-40线图的应用 139

Ⅲ.1.2.2 萨利尔(Sarrieu)图解法 142

Ⅲ.1.2.3 一种简化线图的应用 143

第四节 对变位齿轮问题的总的看法 145

Ⅳ.1 弯曲强度 145

Ⅳ.2 表面接触应力，滑动比和胶合参数 146

Ⅳ.3 重合度 146

Ⅳ.4 选择总变位系数Σx的指导 147

Ⅳ.5 对选择变为系数x1和x2的指导 147

Ⅳ.5.2 增速器齿轮 149

Ⅳ.5.1 减速器齿轮 149

Ⅳ.5.3 斜齿 150

第五章 交错轴齿轮副的一般性研究 151

第一节 螺旋齿轮副 151

Ⅰ.1 概述 151

Ⅰ.2 共轭齿的相对滑动 155

Ⅰ.3 齿的变位 157

Ⅰ.4 螺旋齿轮副参数的计算 157

第二节 蜗杆副 160

Ⅱ.1 分度面 160

Ⅱ.2 蜗杆螺纹的形状 161

Ⅱ.3 轮齿参数之间的几何关系 163

Ⅱ.4 关于梯形螺纹蜗杆的研究 164

Ⅱ.5 渐开螺旋面蜗杆的研究 171

Ⅱ.6 蜗杆副的几何尺寸 175

Ⅱ.7 环面蜗杆(弧面蜗杆) 180

Ⅱ.8 一些实用数据及其应用 181

第六章 受力分析 185

第一节 所采用的单位 185

第二节 齿轮、轴、轴承上的载荷 185

Ⅱ.1 直齿圆柱齿轮副 185

Ⅱ.2 斜齿圆柱齿轮副 188

Ⅱ.3 直齿圆锥齿轮副 190

Ⅱ.4 螺旋齿圆锥齿轮副 192

Ⅱ.5 蜗杆副 194

Ⅰ.1.1 接触强度 201

Ⅰ.1.1.1 外啮合直齿圆柱齿轮 201

第七章 圆柱齿轮副轮齿的强度计算 201

Ⅰ.1 概述、基本应力 201

第一节 通用方法 201

Ⅰ.1.1.2 内啮合直齿圆柱齿轮 205

Ⅰ.1.1.3 外啮合斜齿圆柱齿轮 205

Ⅰ.1.1.4 基本公式 207

节点区域系数ZH 208

弹性系数ZE 210

重合度系数Zε 210

螺旋角系数Zβ 210

路易斯(Lewis)法 212

Ⅰ.1.2 弯曲强度 212

Ⅰ.1.2.1 概述 212

外侧单齿接触点法 213

ISO法 214

载荷作用在齿顶时齿形系数YFα的确定 214

载荷作用在“外侧单齿接触点”时的齿形系数YF的确定 215

Ⅰ.1.2.2 基本应力σFO的ISO公式 215

第一种方法(A法) 215

第二种方法(B法) 215

第三种方法(C法) 216

重合度系数Yε 216

螺旋角系数Yβ 220

应力集中系数Ysα 220

Ⅰ.2.1 工况系数K4 224

Ⅰ.2 各种影响系数 224

Ⅰ.2.2 动载系数KV 225

方法A 226

方法B 226

简化法C 231

应用于较复杂齿轮副上的方法B 231

Ⅰ.2.3 轮齿的刚度 233

方法A 233

方法B 233

简化法C 234

Ⅰ.2.4 齿向载荷分布系数KHβ和KFβ 234

Ⅰ.2.4.2 确定Kβ和KFβ的主要依据 235

Ⅰ.2.4.1 确定KHβ的方法 235

确定KHβ的公式 236

确定KFβ的公式 236

Ⅰ.2.4.3 无齿向修形时的齿向误差Fβy 236

Ⅰ.2.4.4 无齿向修形时，由小齿轮轮体变形产生的齿向误差fsh 237

Ⅰ.2.4.5 无齿向修形时加工误差引起的齿向误差fma 238

Ⅰ.2.4.6 通过跑合，齿向误差的减少量yβ 240

Ⅰ.2.4.7 确定KHβ-B和KFβ-B的方法B 241

Ⅰ.2.4.8 确定KHβ-C和KFβ-C的方法C 241

Ⅰ.2.4.9 确定KHβ-D和KFβ-D的简化法D 242

Ⅰ.2.4.10 确定齿向修形齿轮的KHβ和KFβ 244

Ⅰ.2.5.1 概述、方法A 245

Ⅰ.2.5 端面载荷分配系数 245

Ⅰ.2.5.2 方法B 246

Ⅰ.2.5.3 简化法C 246

Ⅰ.2.5.4 图Ⅶ-56、57中给出yα值的线图的近似公式 247

Ⅰ.3 接触强度最完善的通用计算方法 248

Ⅰ.3.1 接触疲劳极限应力值：σH极限 248

Ⅰ.3.2 寿命系数ZN 250

Ⅰ.3.3 油膜的影响系数ZL、ZV和ZR 252

Ⅰ.3.3.1 粘度系数ZL 253

Ⅰ.3.3.2 速度系数ZV 253

Ⅰ.3.3.3 表面粗糙度系数ZR 254

Ⅰ.4 弯曲强度最完善的通用计算方法 255

Ⅰ.3.4 小齿轮和大齿轮之间的硬度比系数，或工作硬化系数ZW 255

Ⅰ.3.5 尺寸系数Zx 255

Ⅰ.4.1 测量方法 256

a)基于一对试验齿轮副的强度的方法 256

b)基于圆角试件强度的方法 256

c)基于一个非圆角且充分抛光的试件强度的方法 256

Ⅰ.4.2 疲劳极限应力σF极限 256

Ⅰ.4.3 弯曲强度寿命系数YNT 259

Ⅰ.4.4 相对齿根圆角敏感系数Yδ实际·T 260

Ⅰ.4.4.1 动态齿根圆角敏感系数 260

Ⅰ.4.4.3 动态齿根圆角敏感系数Yδ实际·T的公式 261

Ⅰ.4.4.4 静态齿根圆角敏感系数Yδ实际·T的公式 261

Ⅰ.4.4.2 静态齿根圆角敏感系数 261

Ⅰ.4.5 (齿根)相对粗糙度系数YR实际·T 263

Ⅰ.4.5.1 动态条件 263

Ⅰ.4.5.2 静态条件 264

Ⅰ.4.6 尺寸系数Yx 264

Ⅰ.4.6.1 动态条件 264

Ⅰ.4.6.2 静态条件 264

Ⅰ.5 可靠性系数KR 264

第二节 通用机械齿轮副的简化计算法 265

引言 265

Ⅱ.1 概述 265

Ⅱ.1.1. 接触应力 265

Ⅱ.1.1.2 工况系数KA 265

Ⅱ.1.1.3 与速度有关的系数 268

Ⅱ.1.1.4 几何系数ZH、Zε、Zβ 269

Ⅱ.1.1.5 齿向载荷分布系数KHβ 270

Ⅱ.1.1.6 端面载荷分布系数KHα 275

Ⅱ.1.1.7 σH极限和?极限/? 277

Ⅱ.1.1.9 润滑系数ZL 278

Ⅱ.1.1.10 粗糙度系数ZR 278

Ⅱ.1.1.8 寿命系数ZN 278

Ⅱ.1.1.11 工作硬化系数ZW 279

Ⅱ.1.1.12 推荐的简化公式 280

验算 281

Ⅱ.1.1.14 简化公式的应用 281

齿轮副的确定 281

Ⅱ.1.1.13 简化公式的其他形式 281

Ⅱ.1.1.15 应用实例 284

相应的理论接触应力 284

Ⅱ.1.1.16 确定齿轮副尺寸的实例 285

Ⅱ.1.2 弯曲强度 287

Ⅱ.1.2.1 通用公式 287

Ⅱ.1.2.4 (σF极限YST)的值 288

Ⅱ.1.2.3 一般注意事项 288

Ⅱ.1.2.5 (YFαYSα)和1/(YFαYSα)的值 288

Ⅱ.1.2.2 运转系数KB 288

Ⅱ.1.2.6 (1/?)和(1/YεYβ)的值 289

Ⅱ.1.2.7 动载系数KV 289

Ⅱ.1.2.8 载荷分布系数KFβ和KFα 290

Ⅱ.1.2.11 尺寸系数Yx 292

Ⅱ.1.2.10 齿根表面相对粗糙度系数YR实际·T 292

Ⅱ.1.2.12 推荐的简化公式 292

Ⅱ.1.2.9 齿根圆角敏感系数Yδ实际·T 292

Ⅱ.1.2.14 简化公式的应用 293

验算 293

Ⅱ.1.2.13 简化公式的其他形式 293

近似模数的求法 294

应用实例 294

Ⅱ.2.1 表示法 297

Ⅱ.2.1.1 工作机的特点 297

Ⅱ.2 常用一般机械齿轮的初步设计 297

Ⅱ.2.1.2 小齿轮和大齿轮选用的材料 298

Ⅱ.2.4 应用 299

Ⅱ.2.3 Ft/bmn的实际许用值 299

Ⅱ.2.4.1 验算 299

Ⅱ.2.2 K许用的实际值 299

Ⅱ.2.4.2 齿轮副尺寸的确定 301

Ⅱ.3.2 弯曲应力 302

Ⅱ.3.2.1 载荷不变，但循环次数少 302

Ⅱ.3.1.3 交变载荷的循环次数 302

Ⅱ.3.2.2 偶然的峰值载荷 302

Ⅱ.3.2.3 交变载荷的循环次数 302

Ⅱ.3.1.2 偶然的峰值载荷 302

Ⅱ.3.1.1 载荷不变，但循环次数少 302

Ⅱ.3.1 接触应力 302

Ⅱ.3 施加特殊载荷的条件 302

第一节 通用方法 303

Ⅰ.1 概述 303

第八章 圆锥齿轮副轮齿的强度计算 303

Ⅰ.2.2 基本接触应力 304

Ⅰ.2.1 概述 304

Ⅰ.2.3 完善的通用公式 304

Ⅰ.2 接触强度 304

Ⅰ.3.1 基本应力 306

Ⅰ.3.2 完善的通用公式 306

Ⅰ.3 弯曲强度 306

Ⅱ.1 接触应力 307

引言 307

Ⅱ.1.1 一般公式 307

Ⅱ.1.2 许用功率的简化公式 307

第二节 用于一般机械齿轮副的简化计算法 307

Ⅰ.4 可靠性系数KR 307

Ⅱ.1.4.1 验算 308

Ⅱ.1.4 简化公式的应用 308

P许用值的求法 308

Ⅱ.1.3 许用系数K的简化公式 308

K许用值的求法 309

Ⅱ.1.4.2 齿轮副尺寸的确定 309

图Ⅷ-3线图的应用 310

Ⅱ.2 弯曲强度 311

Ⅱ.2.1 一般公式 311

Ⅱ.2.2 许用功率的简化公式 311

Ⅱ.2.3 许用规范(Ft/bmt)的简化公式 312

Ⅱ.2.4 简化公式的应用 312

Ⅱ.2.4.1 验算 312

P许用的求法 312

(Ft/bmt)许用值的求法 312

Ⅱ.2.4.2 近似模数的求法 312

Ⅱ.3 常用一般机械齿轮的初步设计 314

Ⅱ.4 加特殊载荷的条件 314

第九章 蜗杆蜗轮副的强度计算 315

第一节 弯曲强度 315

第二节 接触应力 316

Ⅰ.2 基本公式 322

Ⅰ.1 引言 322

Ⅰ.2.1 图X-1的符号 322

第一节 箍紧产生的应力对轮齿弯曲承载能力的影响 322

第十章 齿轮副的效率及其他 322

Ⅰ.2.4 无滑动的安全性 323

Ⅰ.2.3 轮圈和轮心之间的总接触力 323

Ⅰ.2.5 轮心形状极复杂时的情况 323

Ⅰ.2.2 接触压力P 323

Ⅰ.2.7 箍紧产生的应力极限 324

Ⅰ.2.8 离心力的作用 324

Ⅰ.2.6 箍紧产生的应力 324

第二节 齿轮副的效率 325

Ⅰ.2.10 轴向载荷的影响 325

Ⅱ.1 圆柱齿轮副 325

Ⅰ.2.9 轮圈温度变化的影响 325

Ⅱ.3 交错轴齿轮副 329

Ⅱ.3.1 螺旋齿轮副 329

Ⅱ.2 圆锥齿轮副 329

Ⅱ.3.2 蜗杆蜗轮副 331

Ⅱ.3.2.1 影响摩擦系数的因素 332

Ⅱ.3.2.2 摩擦系数的值 332

第三节 齿轮副的发热 335

Ⅲ.1 齿轮箱内一对齿轮副的热容量 335

Ⅲ.2 散热所需要的油的流量 338

Ⅲ.3 近似法 339

第一节 关于损坏情况的研究 340

Ⅰ.1 断齿 340

第十一章 齿轮副的损坏和轮齿的修形 340

Ⅰ.2 点蚀 341

Ⅰ.3 胶合 344

Ⅰ.4 接触磨损 348

第二节 齿轮副的试验方法 349

第三节 齿面的特殊修形 352

Ⅲ.1 齿廓方向的修形 352

Ⅲ.2 齿向修形 356

Ⅲ.3 高速和特大功率的齿轮副 361

第十二章 周转轮系或行星轮系 363

Ⅰ.1.1 速度 364

Ⅰ.1 简单平面周转轮系 364

Ⅰ.1.1.1 各种简单轮系、角速度的确定 364

第一节 简单周转轮系 364

Ⅰ.1.1.2 图解法 367

Ⅰ.1.1.3 重要说明 368

Ⅰ.1.1.4 行星轮的角速度 369

Ⅰ.1.2 轮齿上反作用力的研究、力矩的确定 369

Ⅰ.1.2.1 轮系Ⅰ和Ⅱ：忽略摩擦损失 370

Ⅰ.1.2.2 轮系Ⅲ和Ⅳ 371

Ⅰ.1.3 简单周转轮系的效率及力矩的一般确定法 372

Ⅰ.1.3.1 一个中心轮固定时的情况 372

Ⅰ.1.3.2 反作用构件固定时的情况 375

Ⅰ.1.3.3 三个构件均活动时的情况 376

Ⅰ.1.3.4 轮系Ⅰ和Ⅱ的特殊情况 378

Ⅰ.1.4.3 轮系Ⅲ和Ⅳ 379

Ⅰ.1.4.2 轮系Ⅱ 379

Ⅰ.2 差速器 379

Ⅰ.1.4.1 轮系Ⅰ 379

Ⅰ.1.4 各构件正确装配所必须考虑的关系 379

Ⅰ.3 高速行星齿轮系、假行星齿轮系 380

Ⅰ.4 各个不同行星轮上的反作用力的平衡 380

Ⅰ.4.1.1 “可变形”的内齿圈 382

Ⅰ.4.1.2 浮动构件 382

Ⅰ.4.1 直齿 382

Ⅰ.4.2 双斜齿 384

第二节 叠式排列的行星轮系 387

Ⅱ.1 速度 387

Ⅱ.2 齿数 388

Ⅱ.3 力矩、轮齿上的反作用力 388

Ⅲ.1 一些应用实例 389

第三节 复合轮系 389

Ⅲ.1.1 水泥磨的传动装置 389

Ⅱ.4 效率 389

Ⅲ.1.2 罗斯·罗依斯(Rolls-Royce)减速器 390

Ⅲ.1.3 威尔逊(Wilson)变速箱 391

Ⅲ.2 关于两个简单轮系联结的说明 393

Ⅲ.2.1 速度 393

Ⅲ.2.2 效率：功率的“循环” 395

第四节 连续变速的行星轮系的应用 399

Ⅳ.1 概述 399

Ⅳ.2 单独控制的变速构件 401

Ⅳ.3 由行星轮系自己控制的变速构件 402

Ⅳ.4 应用 403

Ⅳ.4.1 带固定叶片的鼓风机的控制 403

Ⅳ.4.2 变速空气压缩机的控制 404

Ⅳ.4.3 结论 405

Ⅱ.1.1.1 一般公式 625