摆线齿锥齿轮及准双曲面齿轮设计和制造PDF电子书下载

绪论 1

0.1 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的两种齿制 1

0.1.1 两种齿制的共同点 1

0.1.2 两种齿制的特点和主要区别 2

0.2 奥利康制的演变 3

0.2.1 SKM2型铣齿机和旧“奥”制 3

0.2.2 刀倾全展成法、半展成法和新“奥”制 4

0.3 克林根贝尔格制的发展 4

0.4 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的现有计算方法 5

0.4.1 奥利康齿轮的设计和铣齿调整计算法 5

0.4.2 “克”制摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的计算方法 5

0.4.3 两种齿制计算方法中存在的问题 6

0.5 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮计算方法的改进 6

第1章 准双曲面齿轮传动的啮合理论 8

1.1 分锥面 8

1.2 分锥面几何参数之间的关系 9

1.3 极限压力角、临界法曲率和极限法曲率 14

1.3.1 极限压力角 14

1.3.2 临界法曲率和极限法曲率 15

1.4 滑动角和诱导法曲率 16

1.5 准双曲面齿轮传动的基本公式 17

1.5.1 分锥面几何参数之间的关系 17

1.5.2 滑动角、诱导法曲率和诱导短程挠率 18

1.6 准双曲面齿轮齿两侧面啮合对称的条件 18

1.7 曲线齿锥齿轮传动 19

1.7.1 分锥面几何参数 19

1.7.2 接触角和诱导法曲率 20

1.8 相对主曲率与齿线和齿廓方向曲率参数间的关系 21

1.8.1 相对主方向和相对主曲率 21

1.8.2 相对主曲率与齿线和齿廓方向曲率参数间的关系 23

1.9 参考点M处齿面瞬时接触椭圆的参数 23

第2章 摆线齿锥齿轮铣齿原理 24

2.1 摆线齿锥齿轮连续分度铣齿原理 24

2.1.1 铣齿机的模式 24

2.1.2 铣齿机传动原理 26

2.1.3 齿面的形成 27

2.2 摆线齿锥齿轮全展成法和半展成法 27

2.2.1 全展成法 27

2.2.2 奥利康刀倾半展成法(Spirac法) 28

2.3 当量齿轮、基本齿廓及变位 29

2.3.1 当量齿轮 29

2.3.2 基本齿廓及变位 30

2.4 全展成法铣齿冠轮的参数 31

2.4.1 展成摆线齿锥齿轮的冠轮参数 31

2.4.2 展成摆线齿准双曲面齿轮的冠轮参数 32

2.5 克林根贝尔格刀盘主要参数和刀位 36

2.5.1 外刀和内刀夹角的理论值 36

2.5.2 克林根贝尔格刀盘主要参数和刀位 37

2.6 刀轴不倾斜时的冠轮产形面 39

2.6.1 长幅外摆线的形成 39

2.6.2 冠轮的产形面及其曲率参数 39

2.6.3 冠轮齿线任一点处的压力角和螺旋角 42

2.6.4 产形面∑j的特性 43

第3章 摆线齿锥齿轮几何设计 45

3.1 摆线齿锥齿轮主要参数初算 45

3.2 摆线齿锥齿轮几何参数计算 46

3.2.1 几何参数计算的原始参数 46

3.2.2 节锥面参数和冠轮参数 53

3.2.3 齿面刮伤及齿槽底留埂检查 54

3.2.4 高变位系数的选择 54

3.2.5 分锥角修正 58

3.2.6 小轮齿顶变尖检查和小端齿顶倒坡 58

3.2.7 刀盘干涉检查 61

3.2.8 摆线齿锥齿轮的几何参数和图形 62

3.3 摆线齿锥齿轮的当量齿轮和重合度 66

3.4 齿形系数和切向变位系数 68

第4章 摆线齿准双曲面齿轮几何设计 70

4.1 摆线齿准双曲面齿轮主要参数初算 70

4.2 摆线齿准双曲面齿轮几何参数计算 71

4.2.1 几何参数计算的原始参数 71

4.2.2 摆线齿准双曲面齿轮分锥面几何参数计算 73

4.2.3 冠轮和小轮齿宽及齿面刮伤和槽底留埂检查 78

4.2.4 高变位系数计算和根切校核 81

4.2.5 小轮分锥角许用最大值 84

4.2.6 小轮齿顶变尖检查和齿顶倒坡 85

4.2.7 刀盘干涉检查 86

4.2.8 摆线齿准双曲面齿轮的几何参数 91

4.3 摆线齿准双曲面齿轮的当量齿轮和重合度 94

4.3.1 摆线齿准双曲面齿轮当量齿轮计算的特点 94

4.3.2 准双曲面齿轮的当量齿轮和重合度 94

4.4 齿形系数和切向变位系数 96

4.4.1 齿形系数 96

4.4.2 切向变位系数 99

4.4.3 齿廓危险截面点的曲率半径 99

第5章 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的强度计算 100

5.1 锥齿轮和准双曲面齿轮的受力分析 100

5.2 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的强度校核方法 103

5.2.1 接触强度的计算安全系数 103

5.2.2 抗弯强度的计算安全系数 113

5.3 摆线齿锥齿轮的强度校核算例 121

5.3.1 摆线齿锥齿轮强度校核的原始参数 121

5.3.2 摆线齿锥齿轮的切向力及载荷系数 122

5.3.3 摆线齿锥齿轮的齿面接触强度校核 125

5.3.4 摆线齿锥齿轮的抗弯强度校核 126

5.4 摆线齿准双曲面齿轮的强度校核算例 128

5.4.1 摆线齿准双曲面齿轮强度校核的原始参数 128

5.4.2 摆线齿准双曲面齿轮的切向力及载荷系数 129

5.4.3 摆线齿准双曲面齿轮的接触强度校核 132

5.4.4 摆线齿准双曲面齿轮的抗弯强度校核 134

第6章 克林根贝尔格摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮加工 137

6.1 克林根贝尔格摆线齿锥齿轮铣齿机 137

6.2 克林根贝尔格铣齿刀具 139

6.2.1 双层万能刀盘 139

6.2.2 硬齿面刮削刀盘 140

6.3 “克”制摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮铣齿调整计算 147

6.3.1 冠轮参考点齿线方向法曲率的修正量 148

6.3.2 外刀回转中心偏距 154

6.3.3 刀位偏心角τ和刀盘安装角 159

6.3.4 垂直轮位、轮位和床位 160

6.3.5 参考点轮齿测量尺寸 163

6.3.6 切入、展成起始和终止摇台角 164

6.3.7 刀齿的垫片厚度 170

6.3.8 铣齿机交换齿轮比和切削用量 173

6.3.9 刀具和铣齿机调整参数 174

6.3.10 齿面接触区位置的调整 175

第7章 奥利康铣齿机和铣齿刀具 180

7.1 奥利康铣齿机 180

7.1.1 奥利康刀倾铣齿机 180

7.1.2 奥利康无刀倾六轴数控铣齿机 182

7.1.3 奥利康刀倾铣齿机的调整参数 183

7.2 奥利康铣齿刀具 185

7.2.1 刀盘结构 185

7.2.2 FS标准刀盘的主要尺寸 186

7.2.3 奥利康铣刀半径修正和刀具齿形角初值 190

7.2.4 刀盘主要参数计算的算例 194

7.2.5 刀齿在刀盘上的安装尺寸 196

7.2.6 T0面上外刀和内刀宽 200

7.2.7 外刀和内刀切削刃有效尺寸 205

7.2.8 中刀参数 207

7.2.9 中刀参数算例 215

7.2.10 刀盘切向半径的许用最小和最大值 219

7.2.11 刀盘半径的修正 219

第8章 奥利康锥齿轮及准双曲面齿轮的刀倾全展成铣齿调整计算 221

8.1 奥利康铣齿调整计算的特点 221

8.2 轮坯安装定位参数 221

8.2.1 加工准双曲面齿轮的轮坯定位参数 221

8.2.2 加工摆线齿锥齿轮的轮坯定位参数 225

8.3 刀倾全展成法铣齿的产形面 226

8.3.1 坐标系的选择及坐标变换 226

8.3.2 产形面∑j及其曲率参数 228

8.4 产形面参考点处的压力角和螺旋角 232

8.4.1 参考点M处产形面的参数 232

8.4.2 参考点M处产形面∑j的压力角和螺旋角 233

8.5 产形面参考点处齿线方向和齿廓方向的曲率参数 234

8.6 刀盘安装参数和刀具齿形角的修正 234

8.6.1 刀盘安装参数和刀具齿形角修正量计算 235

8.6.2 刀盘安装参数和齿形角修正量算例 236

8.7 啮合齿面的相对曲率参数和瞬时接触椭圆 244

8.7.1 锥齿轮齿面参考点的相对曲率参数 244

8.7.2 准双曲面齿轮齿面参考点的曲率参数 245

8.7.3 齿面参考点的瞬时接触椭圆 246

8.8 刀倾、刀转和刀位偏心角 248

8.8.1 回转式刀倾机构 248

8.8.2 刀倾转角和附加刀转角 250

8.8.3 刀盘安装参数修正之后参考点和刀盘中心的位置 250

8.8.4 刀倾方向和刀位偏心角 252

8.8.5 刀转角 254

8.9 轮位和床位 255

8.10 展成起始和终止摇台角 256

8.11 刀倾全展成法铣齿调整参数算例 258

8.12 刀倾后的刀盘干涉和二次切削 265

8.12.1 刀盘无干涉的条件 265

8.12.2 刀盘干涉检查 265

8.12.3 刀倾之后刀盘干涉检查算例 269

8.13 齿面接触区位置的调整 272

第9章 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的刀倾半展成铣齿调整计算 276

9.1 半展成法刀盘的主要参数 276

9.2 轮坯安装定位参数 278

9.2.1 大齿轮轮坯的安装定位参数 278

9.2.2 小齿轮轮坯的安装定位参数 279

9.2.3 轮坯安装角、根锥角和产形轮分锥角计算 282

9.3 大轮齿面及其曲率参数 283

9.3.1 大齿轮的齿面 283

9.3.2 大轮齿面参考点处的压力角和螺旋角 286

9.3.3 大轮齿面齿线方向和齿廓方向的曲率参数 287

9.4 小齿轮的产形面及其曲率参数 288

9.4.1 小齿轮的产形面 288

9.4.2 产形轮参考点处的压力角和螺旋角 288

9.5 刀位、轮坯安装角修正量及大轮齿面和产形面曲率参数计算 289

9.5.1 计算公式和算例 289

9.5.2 大齿轮和小齿轮的产形轮计算法的差别 296

9.5.3 铣齿参数修正量迭代求解 296

9.6 啮合齿面的相对曲率参数和瞬时接触椭圆 299

9.6.1 小轮齿面的曲率参数 299

9.6.2 大轮齿面接触点的瞬时接触椭圆 299

9.7 齿轮的顶锥角和轮坯尺寸修正 301

9.7.1 齿轮的顶锥角修正 301

9.7.2 轮坯尺寸修正 302

9.7.3 齿轮顶锥角和轮坯尺寸修正算例 303

9.8 刀盘干涉和二次切削 305

9.8.1 刀盘干涉检查 305

9.8.2 刀盘干涉检查的算例 307

9.9 刀倾半展成铣齿调整计算 308

9.9.1 无展成切入法大轮铣齿调整计算 308

9.9.2 对偶法展成小齿轮的铣齿调整计算 312

9.9.3 刀倾半展成法铣齿调整参数和刀具主要参数 320

第10章 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的齿面接触分析 322

10.1 切齿啮合分析 322

10.1.1 摇台与轮坯的相对位置 322

10.1.2 “奥”制刀倾全展成法切齿啮合分析 323

10.1.3 “克”制全展成法切齿啮合分析 326

10.1.4 “奥”制刀倾半展成法切齿啮合分析 327

10.2 齿面接触分析 328

10.2.1 齿面上的接触迹线 329

10.2.2 瞬时传动比和运动误差 330

10.2.3 齿面的接触区 330

10.2.4 齿面上接触迹线和接触区图形 331

10.3 齿面接触分析算例 332

10.3.1 “克”制摆线齿锥齿轮齿面接触分析算例 332

10.3.2 “克”制摆线齿准双曲面齿轮齿面接触分析算例 335

10.3.3 “奥”制全展成准双曲面齿轮齿面接触分析算例 336

10.3.4 “奥”制半展成准双曲面齿轮齿面接触分析算例 338

10.3.5 算例分析 341

附录 343

附录A 矢量回转 343

A.1 圆矢量函数和球矢量函数 343

A.2 回转矩阵 344

附录B 坐标变换 346

B.1 矢量的坐标变换 346

B.2 点的坐标变换 347

B.3 两种坐标变换方法 347

B.4 坐标变换算例 348

附录C 矢量回转和坐标变换的综合应用 350

参考文献 351