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第1章 锥齿轮概述 1

1.1锥齿轮的分类 1

1.1.1直齿锥齿轮 1

1.1.2弧齿锥齿轮 2

1.1.3零度锥齿轮 2

1.1.4准双曲面齿轮 3

1.2锥齿轮齿廓的形成 4

1.3锥齿轮的术语定义 7

1.4锥齿轮的节锥 9

1.5弧齿锥齿轮的旋向与螺旋角 11

1.5.1旋向 11

1.5.2螺旋角 11

1.5.3弧齿锥齿轮的当量齿轮 12

1.6弧齿锥齿轮的重合度 13

1.6.1端面重合度 13

1.6.2纵向重合度 14

第2章 锥齿轮的设计 16

2.1齿轮基本参数的确定 16

2.1.1小轮直径估算 16

2.1.2齿数的确定 19

2.1.3齿宽设计 21

2.1.4螺旋角的确定 22

2.1.5压力角的选取 23

2.2切齿方式与中点曲率 23

2.2.1逐齿铣削工序法 23

2.2.2连续滚切工序法 24

2.3轮齿的收缩 26

2.3.1轮齿的收缩类型 27

2.3.2齿高收缩方式 28

2.4弧齿锥齿轮的轮齿设计 33

2.4.1齿高系数与中点工作齿高 33

2.4.2顶隙与中点全齿高 34

2.4.3中点齿顶高系数 34

2.4.4齿根角 35

2.4.5面锥角 36

2.4.6大端参数 37

2.4.7弧齿厚系数与中点法向弧齿厚 37

2.4.8大端法向许用侧隙 38

2.4.9中点法向弦齿厚及中点法向弦齿高 40

2.5锥齿轮的根切检验 40

第3章 准双曲面齿轮设计 42

3.1准双曲面齿轮概述 42

3.1.1准双曲面齿轮的特点 42

3.1.2准双曲面齿轮的偏置 43

3.2初始参数选取说明 44

3.2.1齿数的选取 44

3.2.2螺旋角选取 45

3.2.3平均压力角 45

3.2.4刀盘半径 45

3.2.5齿高系数与齿顶高系数 46

3.2.6轮齿收缩方式 46

3.3准双曲面齿轮副的基本几何 47

3.3.1原始单叶双曲面 47

3.3.2准双曲面齿轮的节锥及其几何要素 49

3.4准双曲面齿轮副节锥的确定 50

3.4.1节锥面参数方程 50

3.4.2纵向齿形与螺旋角 52

3.4.3极限压力角 54

3.4.4极限曲率半径 56

3.5准双曲面齿轮节锥的迭代法求解 57

3.6准双曲面齿轮的轮坯设计 60

3.6.1大轮轮坯尺寸 60

3.6.2小轮轮坯尺寸 62

第4章 锥齿轮设计的新方法 67

4.1弧齿锥齿轮“非零变位” 67

4.1.1非零变位原理 67

4.1.2分锥变位的几种形式 68

4.1.3切向变位的特点 70

4.1.4分锥综合变位 70

4.2非零变位系数的选取 71

4.2.1径向变位 71

4.2.2切向变位 72

4.3“非零”变位准双曲面齿轮的设计方法 74

4.3.1准双曲面齿轮的“非零变位”设计原理 74

4.3.2“非零变位”设计计算步骤 76

4.4高齿制准双曲面齿轮的设计方法 76

4.4.1设计方法 77

4.4.2优化设计方法 78

4.5轮齿接触分析 80

4.5.1轮齿接触分析TCA的原理 80

4.5.2传动误差 81

4.5.3轮齿承载接触分析 82

4.5.4考虑边缘接触的轮齿承载接触分析 82

4.6传动误差所反映的啮合信息 85

4.6.1传动误差所反映出的主要啮合信息 85

4.6.2几何传动误差幅值 87

4.7提高齿面有效重合度的设计方法 89

4.7.1接触路径与重合度 89

4.7.2提高齿面有效重合度的设计方法 90

第5章 锥齿轮的强度评价 92

5.1锥齿轮强度问题概述 92

5.1.1适用范围 92

5.1.2计算中应考虑的因素 93

5.1.3其他考虑因素 93

5.2轮齿承载能力准则 95

5.2.1抗点蚀能力与弯曲强度之间的关系 95

5.2.2点蚀 95

5.2.3硬化层剥落 96

5.2.4弯曲强度 96

5.3基本计算公式 97

5.3.1抗点蚀能力 97

5.3.2弯曲强度 98

5.4影响强度因素的系数 99

5.4.1过载系数 99

5.4.2安全系数 100

5.4.3工作系数 101

5.4.4动载系数 101

5.4.5尺寸系数 105

5.4.6载荷分布系数 106

5.4.7抗点蚀鼓形系数 107

5.4.8弯曲强度纵向曲率系数 108

5.4.9几何系数 108

5.4.10应力循环系数 109

5.4.11抗点蚀硬度比系数 111

5.4.12温度系数 112

5.4.13可靠性系数 113

5.4.14抗点蚀弹性系数 113

5.5强度几何系数 114

5.5.1接触强度几何系数 114

5.5.2弯曲强度几何系数 115

5.6准双曲面齿轮的抗点蚀能力及弯曲强度评价 121

5.6.1评价方法的特别说明 121

5.6.2抗点蚀能力 122

5.6.3弯曲强度 123

5.6.4几何系数 124

第6章 锥齿轮的轮坯、支承与装配 126

6.1轮坯设计依据 126

6.1.1压紧面 126

6.1.2定位面 127

6.1.3辅助定位面 127

6.1.4背锥实体 127

6.1.5载荷方向 127

6.1.6轴齿轮 128

6.1.7带凸缘轮毂 129

6.1.8花键内孔 129

6.1.9齿圈设计 130

6.1.10柱销 132

6.1.11轮毂上的凸缘 132

6.2公差要求 132

6.2.1轮坯尺寸和公差 132

6.2.2图纸中的轮坯尺寸标注 134

6.2.3轮齿精度 134

6.2.4齿面粗糙度 135

6.2.5公差等级选择 135

6.2.6侧隙 135

6.3锥齿轮支承的设计 137

6.3.1支承设计要求 137

6.3.2支承类型 138

6.4受力分析 140

6.4.1切向力 140

6.4.2轴向力 140

6.4.3径向力 141

6.4.4受力方向 141

6.5装配 143

6.5.1正确的装配 143

6.5.2标记 143

6.5.3齿轮副的定位 145

6.5.4侧隙检查 153

6.5.5侧隙变化与轴向位移的关系 155

6.5.6端面游隙 155

第7章 锥齿轮啮合质量检验 157

7.1齿面接触印痕 157

7.1.1典型接触印痕 157

7.1.2对接触区位置要求的控制 157

7.1.3变形试验 158

7.1.4图形说明 158

7.2轮齿接触检验与评价 158

7.2.1接触印痕评价 158

7.2.2 V、H与J检验 160

7.2.3工作平稳性 162

7.2.4承载接触印痕评价 163

7.3检验机上齿面接触区发生变化原理分析 165

7.3.1小轮安装距的改变对齿面接触区的影响 165

7.3.2小轮偏置距的变化对齿面接触区的影响 166

7.3.3 V/H调整的作用与意义 166

7.4锥齿轮检验 167

7.4.1肉眼检查 167

7.4.2轮坯检验 167

7.4.3轮齿各项要素检验 168

7.4.4侧隙测量 169

7.4.5单齿面综合检验 169

7.4.6金属学特性检验 170

参考文献 171

附录A锥齿轮设计标准数据 173

附录B米纳法则 183

附录C锥齿轮强度几何系数ZI/YJ图表 188

附录D准双曲面齿轮几何系数线图 200

附录E弧齿锥齿轮几何计算示例 207

附录F准双曲面齿轮几何计算示例 211

附录G弧齿锥齿轮强度校核算例 220

附录H准双曲面齿轮强度校核算例 222