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第1章 绪论 1

1.1 齿轮传动的特点 1

1.2 传统工业齿轮的类型与齿廓特点 1

1.3 线齿轮简介 2

1.3.1 研究线齿轮的原因 2

1.3.2 线齿轮发明的源头 2

1.3.3 线齿轮的定义 3

1.3.4 线齿轮构形特点 4

1.3.5 线齿轮制造技术基础 4

1.3.6 线齿轮传动的特点 4

1.4 本章小结 5

第2章 线齿轮空间共轭曲线啮合理论 6

2.1 空间啮合的基本理论 6

2.2 空间共轭曲线啮合方程 7

2.2.1 空间啮合坐标系及其变换 7

2.2.2 空间啮合曲线方程式 10

2.2.3 正交轴线齿轮空间曲线啮合方程式 11

2.2.4 从动线齿曲线方程 13

2.2.5 实例 13

2.3 考虑实际线齿直径的空间曲线啮合修正方程 15

2.3.1 线齿轮刚性模型的不足 15

2.3.2 考虑线齿直径的刚性啮合模型 16

2.3.3 实例 21

2.4 斜交线齿轮的空间曲线啮合方程 22

2.4.1 空间啮合坐标系及其变换矩阵 23

2.4.2 斜交线齿轮空间曲线啮合方程 25

2.4.3 斜交线齿设计实例 29

2.5 交错轴线齿轮的空间曲线啮合方程 35

2.5.1 交错轴线齿轮坐标系及其变换 35

2.5.2 交错轴线齿轮空间曲线啮合方程 37

2.5.3 运动学仿真 43

2.5.4 运动学试验及两个设计实例的运动学试验对比 46

2.6 本章小结 47

第3章 线齿轮重合度计算公式 49

3.1 线齿轮重合度定义 49

3.2 正交线齿轮重合度计算公式 50

3.2.1 啮合界限 50

3.2.2 正交线齿轮重合度计算公式 51

3.2.3 正交线齿轮重合度计算实例 51

3.3 斜交线齿轮重合度计算公式 52

3.3.1 空间螺旋线齿轮的重合度定义 52

3.3.2 空间螺旋线齿轮的从动线齿中心线方程 53

3.3.3 空间螺旋线齿轮的重合度计算公式 57

3.3.4 空间螺旋线齿轮重合度的影响参数 57

3.3.5 运动学实验 61

3.4 本章小结 63

第4章 线齿轮几何参数设计计算公式 65

4.1 正交线齿轮几何参数计算公式 65

4.1.1 正交线齿轮主从动线齿中心线方程 65

4.1.2 正交线齿轮的主动线齿轮基圆半径和外圆半径 66

4.1.3 正交线齿轮的从动线齿轮基圆半径和外圆半径 67

4.1.4 主动线齿中心线的螺旋升角和螺距 69

4.1.5 主、从动线齿长度的修正设计公式 69

4.1.6 正交线齿轮所占外廓空间尺寸 70

4.2 斜交线齿轮的几何尺寸参数计算公式 71

4.2.1 斜交线齿轮的啮合坐标系和啮合方程 71

4.2.2 斜交线齿轮的参数标准化设计 72

4.3 线齿半径不相等的线齿轮设计 77

4.3.1 基于接触线不变的线齿实体设计方法 78

4.3.2 空间曲线啮合坐标体系 78

4.3.3 运动学方程 80

4.3.4 线齿的接触线方程 81

4.3.5 线齿的中心线方程 82

4.3.6 线齿半径不相等的线齿轮设计实例 83

4.4 本章小结 89

第5章 线齿轮的失效准则和强度设计 90

5.1 线齿轮的弹性变形失效准则及强度设计公式 90

5.1.1 线齿啮合轨迹 90

5.1.2 主动线齿弹性变形 96

5.1.3 主动线齿的允许变形量 99

5.1.4 基于线齿弹性变形的线齿轮传动失效准则 101

5.1.5 实例计算 101

5.2 线齿轮主动线齿根部最大应力的一种精确计算方法 102

5.2.1 空间曲线啮合方程 102

5.2.2 线齿轮主动线齿根部最大应力的力学建模 103

5.2.3 应力集中系数的定义 105

5.2.4 线齿轮应力集中的影响因素 105

5.2.5 应力集中系数的选取 106

5.2.6 实例计算 107

5.3 线齿轮的弯曲等强度设计 107

5.3.1 线齿截面形状的优化设计 108

5.3.2 主、从动线齿截面的力学模型 111

5.3.3 主、从动线齿的等弯曲强度设计 118

5.3.4 实例 119

5.4 本章小结 126

第6章 线齿轮制造技术 128

6.1 线齿轮的靠模制造工艺及其装置 128

6.1.1 线齿轮的靠模制造装置 128

6.1.2 线齿轮的靠模制造工艺 130

6.1.3 线齿轮自动靠模制造工艺优点 132

6.2 线齿轮的SLA快速成型制造工艺 132

6.2.1 线齿轮设计实例 133

6.2.2 结构设计与受力分析 135

6.2.3 线齿轮后处理及精度测试方法 137

6.2.4 线齿轮的SLA制造工艺 138

6.2.5 线齿轮的运动学实验 139

6.3 线齿轮的SLM快速成型制造技术 139

6.3.1 线齿轮机构设计实例 140

6.3.2 线齿轮SLM制造工艺方案设计与受力分析 141

6.3.3 SLM加工不锈钢线齿轮零件的致密度及表面粗糙度测试 143

6.3.4 线齿轮的SLM制造工艺 145

6.3.5 线齿轮的运动学实验 147

6.3.6 线齿轮的SLM制造工艺成型效果分析 148

6.4 SLM成型的线齿轮的后处理工艺研究 149

6.4.1 线齿轮设计实例 149

6.4.2 线齿轮的喷砂处理工艺 151

6.4.3 线齿轮的电解处理工艺 151

6.4.4 线齿轮的运动性能测试 157

6.5 线齿轮电解擦削精加工技术 160

6.5.1 ECB加工技术 161

6.5.2 线齿轮ECB加工方案设计 166

6.5.3 结论 171

6.6 线齿轮的其他可能制造方法 172

6.7 本章小结 175

第7章 线齿轮应用 177

7.1 线齿轮应用于玩具传动系统的设计 177

7.2 平面正多边形分布的多轴输出微小减速器 178

7.2.1 基于正多边形轴分布微小减速器 179

7.2.2 并行多轴输出的线齿轮微小减速器 182

7.3 基于正多边形轴分布线齿轮微小减速器的几何设计公式 187

7.3.1 空间曲线啮合轮啮合半径的计算 188

7.3.2 基体正多边形边长通用计算公式 197

7.3.3 正三边形与正四边形减速器 197

7.3.4 三种装配方式下基体正N(N≥5)边形边长的通用计算公式 198

7.3.5 正多边形减速器实例计算及三维仿真 201

7.4 多轴输出的多面体线齿轮变速器 203

7.4.1 线齿轮副 203

7.4.2 线齿轮传动组 204

7.4.3 多面体线齿轮变速器设计 205

7.4.4 线齿轮变速器实例 207

7.5 线齿轮传动精度分析 210

7.5.1 轴线夹角误差对线齿轮传动误差的影响分析 210

7.5.2 装配误差对正交轴空间螺旋线齿轮传动误差和重合度的影响 216

7.6 本章小结 221

参考文献 223

后记 229