环面蜗杆修型原理及制造技术PDF电子书下载

原理篇 3

第1章 绪论 3

1.1 环面蜗杆的发展概况 3

1.2 环面蜗杆传动的基本原理 6

1.2.1 环面蜗杆的形成 6

1.2.2 环面蜗杆的修型 8

1.2.3 环面蜗杆传动的特点 10

1.3 环面蜗杆传动的分类 13

1.4 环面蜗杆的几何要素代号及名词术语 16

第2章 啮合原理基础 29

2.1 矢量运算 29

2.1.1 矢量 29

2.1.2 矢量的加减法 30

2.1.3 矢量与数量的乘积 31

2.1.4 矢量的数积 31

2.1.5 矢量的矢积 32

2.1.6 矢量的混合积和二重矢积 33

2.1.7 矢量函数 35

2.1.8 矢量函数的导数 40

2.2 矩阵及坐标变换 41

2.2.1 矩阵简介 41

2.2.2 矩阵的运算 43

2.2.3 直角坐标系的平移变换 47

2.2.4 直角坐标系的旋转变换 50

2.2.5 直角坐标系的复合变换 56

2.2.6 空间交错轴的坐标变换 58

2.3 曲线和曲面 60

2.3.1 空间曲线和曲面 60

2.3.2 空间曲线的切线和法平面 62

2.3.3 空间曲面的切平面和法线 66

2.4 共轭曲面及诱导法曲率 71

2.4.1 共轭曲面 71

2.4.2 包络面的求法 75

2.4.3 包络面上的界限线 77

2.4.4 二次接触现象 79

2.4.5 空间共轭曲面的相对运动速度 81

2.4.6 诱导法曲率 84

第3章 环面蜗杆的成形原理 87

3.1 环面蜗杆的基本形式 87

3.2 基本环面蜗杆的成形原理 88

3.2.1 坐标系的设置 88

3.2.2 坐标系的变换 89

3.2.3 基本蜗杆的齿面方程 90

3.2.4 环面蜗杆的几何参数 92

3.3 蜗轮齿面的成形原理 94

3.3.1 蜗轮齿面方程 95

3.3.2 蜗轮齿面接触线的方程 96

3.3.3 接触线的求法 99

3.4 原始型环面蜗杆与蜗轮的齿面结构 102

3.4.1 原始型环面蜗杆的齿面结构 102

3.4.2 蜗杆齿面上的界限线 103

3.4.3 蜗杆齿厚的计算 105

3.4.4 原始型传动蜗轮的齿面结构 107

3.4.5 蜗轮齿面上的界限线 107

3.5 环面蜗杆的修型原理 108

3.5.1 环面蜗杆修型问题的提出 108

3.5.2 修型原理基础 109

3.5.3 环面蜗杆修型原理的数学表达式 113

3.5.4 曲率修型原理 117

3.5.5 环面蜗杆的曲率方程及法曲率 118

3.5.6 曲率修型曲线 122

3.5.7 曲率修型原理的应用 123

3.5.8 修型规律对接触线的影响 125

第4章 直线包络环面蜗杆的修型传动4.1 修型变量与修型量的关系 131

4.1.1 中心距增量与修型量的关系 131

4.1.2 工作台横向位移增量与修型量的关系 136

4.1.3 传动比修型增量与修型量的关系 138

4.2 倒坡修型 139

4.2.1 传动比变位倒坡修型 140

4.2.2 中心距变位倒坡修型 141

4.2.3 中心距变位和轴向偏移复合修型 142

4.2.4 倒坡修型的计算实例 143

4.3 对称修型 145

4.3.1 对称修型参数的计算公式 145

4.3.2 对称修型蜗杆和蜗轮齿面的表达式 149

4.3.3 对称修型的优化 151

4.3.4 对称修型的计算实例 154

4.4 变参数修型 158

4.4.1 变传动比修型 158

4.4.2 变中心距修型 160

4.4.3 变参数修型的实现 166

4.5 抛物线修型 168

4.5.1 抛物线修型的计算公式 168

4.5.2 抛物线修型的计算实例 170

4.6 曲率修型 172

4.6.1 曲率修型的计算公式 172

4.6.2 曲率修型接触线的优化 174

4.6.3 曲率修型的实现 176

4.6.4 曲率修型的计算实例 177

4.7 直线包络环面蜗杆副的诱导法曲率 182

4.8 蜗杆参数对啮合性能的影响 191

4.8.1 修型规律对啮合性能的影响 191

4.8.2 修型量对啮合性能的影响 193

4.8.3 修型量极小值点的影响 194

4.8.4 传动比对啮合性能的影响 195

4.8.5 蜗杆几何参数对啮合性能的影响 196

4.9 修型传动啮合状况的深入讨论 200

4.9.1 接触线与蜗轮齿面的位置关系 200

4.9.2 修型前后蜗轮齿面接触线的移动变化 201

4.9.3 接触线存在蜗轮齿面上的判别方法 202

4.10 “直线包络环面蜗杆优化设计程序”简介 216

第5章 平面包络环面蜗杆传动 266

5.1 平面包络环面蜗杆的成形原理 266

5.1.1 一次包络的坐标设置 266

5.1.2 平面包络环面蜗杆的齿面方程 266

5.2 平面包络环面蜗杆 270

5.2.1 平面包络环面蜗杆的修型曲线 270

5.2.2 蜗杆参数对修型曲线的影响 279

5.2.3 平面包络环面蜗杆齿厚的计算 280

5.2.4 平面包络环面蜗杆的实际齿形角 285

5.2.5 蜗杆主要参数对齿顶变尖的影响 288

5.2.6 平面包络环面蜗杆的根切 293

5.2.7 蜗杆参数对根切的影响 296

5.2.8 减小和避免根切的措施 299

5.2.9 蜗杆齿面的螺旋升角 300

5.3 平面蜗轮传动 301

5.3.1 平面蜗轮齿面上的接触线 301

5.3.2 平面蜗轮齿面上的界限线 305

5.3.3 蜗杆参数对接触线的影响 307

5.3.4 平面蜗轮副参数的选取原则 311

5.4 平面包络环面蜗杆的二次包络 312

5.4.1 平面包络环面蜗杆的二次包络过程 312

5.4.2 二次包络蜗轮齿面的方程 314

5.4.3 典型传动平面包络环面蜗杆副蜗轮的齿面结构 317

5.4.4 蜗轮齿面上的界限线 320

5.4.5 蜗轮齿面上的非工作区 322

5.4.6 蜗杆参数对接触线的影响 323

5.5 平面包络环面蜗杆的修型传动 326

5.5.1 平面包络环面蜗杆的修型与修型参数 326

5.5.2 平面包络环面蜗杆的变位修型 330

5.5.3 平面包络环面蜗杆的变中心距修型 335

5.5.4 平面包络环面蜗杆的变传动比修型 349

5.5.5 平面包络环面蜗杆的变β角修型 357

5.5.6 平面包络环面蜗杆修型效果的讨论 369

5.5.7 平面包络环面蜗杆修型的要点 373

5.5.8 平面包络环面蜗杆修型传动的实例 376

5.6 平面包络环面蜗杆副的诱导法曲率 379

第6章 环面蜗杆副参数的设计计算6.1 环面蜗杆副参数设计的原则 398

6.1.1 环面蜗杆副的参数 398

6.1.2 参数设计的原则 398

6.1.3 关于设计原则的讨论 400

6.2 环面蜗杆副几何参数的选取 400

6.2.1 环面蜗杆副参数的选取方法 400

6.2.2 环面蜗杆副几何参数的计算实例 407

6.3 环面蜗杆副参数的优化设计 410

6.3.1 复合形法 411

6.3.2 优化变量 412

6.3.3 优化目标函数 413

6.3.4 平面包络环面蜗杆副的优化设计 416

6.3.5 优化设计程序的编制要点 419

6.3.6 平面包络环面蜗杆传动优化设计程序——“环光软件”简介 420

6.4 环面蜗杆的数字仿真 455

6.4.1 环面蜗杆数字仿真简介 455

6.4.2 环面蜗杆仿真数学模型的建立 455

6.4.3 环面蜗杆的数字三维模型 461

6.4.4 环面蜗杆仿真程序的编制 462

6.4.5 环面蜗杆数字仿真的校验 468

6.4.6 环面蜗杆数字仿真技术的意义 471

制造篇 475

第7章 环面蜗杆加工专用机床 475

7.1 环面蜗杆专用机床的工作原理 475

7.1.1 环面蜗杆专用机床的加工对象及主要工艺 475

7.1.2 专用机床的主运动 476

7.1.3 专用机床的辅助运动 476

7.1.4 环面蜗杆加工机床的类型 478

7.2 车床型环面蜗杆专用加工机床 479

7.2.1 车床的基本情况 479

7.2.2 改造的总体方案 479

7.2.3 传动系统的改造方案 480

7.2.4 差动箱设计方案 484

7.2.5 回转工作台的设计方案 488

7.2.6 床头箱与尾架的增高垫块 490

7.2.7 中心距测量装置 491

7.2.8 主轴的换向机构 493

7.2.9 车刀刀尖半径测量装置 495

7.3 滚齿机型专用加工机床 495

7.3.1 滚齿机的基本情况 495

7.3.2 改造的总体方案 496

7.3.3 主传动变速箱 498

7.3.4 刀架 499

7.3.5 圆周进给装置 505

7.3.6 车削齿顶圆弧的方法 507

7.3.7 自动工作循环和中心距测量装置 509

第8章 蜗杆加工的工装及刀具 513

8.1 车削用刀盘和刀座 513

8.1.1 刀盘 513

8.1.2 刀座 516

8.2 车刀 518

8.2.1 齿顶圆弧车刀 518

8.2.2 中间切槽车刀 518

8.2.3 齿面车刀 521

8.3 铣削动力头和铣刀 522

8.3.1 铣削动力头 523

8.3.2 铣刀 525

8.3.3 铣削动力头用车刀盒 527

8.4 旋转式平面砂轮磨头 528

8.4.1 旋转式平面砂轮磨头的结构 529

8.4.2 旋转式平面砂轮磨头的调整原理 532

8.5 摆动式平面砂轮磨头 537

8.5.1 摆动式磨头的原理 537

8.5.2 摆动式磨头的结构 537

8.5.3 摆动式磨头的调整 541

8.6 磨头的设计要点 543

8.6.1 磨头的选型 543

8.6.2 磨头规格的选择 544

8.6.3 选择合理的结构 544

8.7 砂轮 545

第9章 蜗轮加工刀具 547

9.1 飞刀 547

9.1.1 单齿飞刀 547

9.1.2 双齿飞刀 549

9.1.3 多齿飞刀 551

9.2 滚刀 552

9.2.1 环面蜗杆滚刀的种类与结构 552

9.2.2 滚刀刀齿部分的设计计算 554

9.2.3 整体式滚刀 557

9.2.4 镶片式滚刀 561

9.3 镶齿式滚刀 562

9.3.1 镶齿式滚刀的种类与结构 563

9.3.2 锥销定位镶齿滚刀的设计计算 568

9.4 整体滚刀的加工制造 578

9.4.1 滚刀的粗加工 578

9.4.2 整体式滚刀的热处理 580

9.4.3 滚刀的精加工 580

9.4.4 直线包络环面滚刀刀齿的刃磨 581

9.4.5 平面包络环面滚刀刀齿的刃磨 584

9.5 镶齿滚刀的制造 584

9.5.1 刀体的制作 584

9.5.2 刀齿的制作 595

9.5.3 直线包络滚刀刀齿的刃磨 598

9.5.4 平面包络滚刀刀齿的刃磨 601

9.5.5 滚刀的保管和维护 604

9.6 蜗轮的精加工刀具 604

9.6.1 蜗轮剃刀 604

9.6.2 珩磨蜗杆 605

9.6.3 剃齿与珩磨的比较 606

9.7 环面滚刀CAD 607

9.7.1 环面滚刀CAD的功能 607

9.7.2 滚刀CAD程序的编制 608

9.7.3 滚刀CAD程序的应用效果 608

第10章 平面包络环面蜗杆磨削余量的均化10.1 包络法与传统对称修型法 617

10.1.1 包络法均化 617

10.1.2 传统对称修型法 618

10.2 分段均化法 619

10.2.1 分段均化法的原理 619

10.2.2 均化参数的计算 620

10.2.3 分段均化法的加工步骤 622

10.2.4 均化铣刀 624

10.2.5 分段均化法的效果 625

10.3 综合修型均化法 626

10.3.1 综合修型均化法的原理 626

10.3.2 综合修型均化参数的计算 627

10.3.3 均化参数的优化 629

10.3.4 综合修型均化的加工过程 632

10.3.5 计算实例 632

10.4 平面包络环面蜗杆均化方法的选用 637

第11章 环面蜗杆副的制造工艺 638

11.1 蜗杆的加工工艺 638

11.1.1 蜗杆加工的工艺流程 638

11.1.2 蜗杆的车削加工 640

11.1.3 蜗杆的铣削加工 652

11.1.4 蜗杆的磨削加工 660

11.1.5 多头蜗杆的加工 670

11.1.6 倒坡修缘 678

11.1.7 齿面的研磨和光整加工 681

11.1.8 钳工修整工序 682

11.1.9 提高蜗杆加工精度的措施 683

11.1.10 环面蜗杆加工工艺卡 684

11.2 蜗轮的加工工艺 688

11.2.1 蜗轮的制造工艺流程 688

11.2.2 蜗轮的齿部加工 689

11.2.3 平面蜗轮的加工 698

11.2.4 蜗轮齿槽残留三角形的清除 708

11.2.5 蜗轮加工工艺卡 711

11.3 蜗轮与蜗杆的对研检查 712

11.3.1 对研的设备及方法 712

11.3.2 对研的结果及处理方法 714

11.4 环面蜗杆副的装配与跑合 723

11.4.1 蜗轮蜗杆相对位置的调整 723

11.4.2 轴承间隙的调整 730

11.4.3 蜗杆副的跑合 732

11.4.4 齿侧间隙的检测 734

11.5 环面蜗杆副的加工精度 735

11.5.1 环面蜗杆传动精度的定义及代号 736

11.5.2 环面蜗杆传动的精度等级 743

11.5.3 环面蜗杆传动精度的检测 746

11.5.4 齿坯的精度公差 748

11.5.5 蜗杆副加工工艺参数公差及极限偏差 748

第12章 环面蜗杆副的失效 751

12.1 磨损 751

12.1.1 齿面磨损的机理 751

12.1.2 磨损产生的原因 753

12.1.3 预防磨损的措施 755

12.2 点蚀 755

12.2.1 点蚀产生的机理 755

12.2.2 点蚀产生的原因 759

12.2.3 预防点蚀的措施 761

12.3 断齿（折断） 762

12.3.1 断齿产生的机理 762

12.3.2 断齿产生的原因 763

12.3.3 预防断齿的措施 764

12.4 其它种类的失效形式 765

12.4.1 塑性变形 765

12.4.2 胶合 765

12.5 环面蜗杆副的制造缺陷 766

12.5.1 精度超差 766

12.5.2 加工缺陷 766

12.5.3 热处理缺陷 767

12.5.4 毛坯缺陷 767

第13章 环面蜗杆传动设计 768

13.1 环面蜗杆副的强度计算 768

13.1.1 环面蜗杆副的受力分析 768

13.1.2 蜗杆副受力的计算 772

13.1.3 蜗轮承载能力的计算 778

13.2 环面蜗杆副的传动效率 792

13.3 环面蜗杆副的许用功率 793

13.4 环面蜗杆和蜗轮的常用材料 798

13.5 环面蜗杆传动的结构设计 799

13.5.1 环面蜗杆的结构设计 799

13.5.2 蜗轮的结构设计 800

13.5.3 轴承的组合形式 802

13.5.4 减速箱体的结构设计 802

13.6 环面蜗杆减速器 806

13.6.1 环面蜗杆减速器的种类 806

13.6.2 平面包络环面蜗杆副柔性传动装置 813

13.6.3 减速器的润滑 813

13.6.4 环面蜗杆减速器的使用和维护 820

附录 821

后记 906

参考文献 908