第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2准双曲面齿轮的特点 2
1.3准双曲面齿轮研究历史与现状 3
1.4准双曲面齿轮加工方法 6
1.4.1小轮的切齿方法 6
1.4.2大轮切齿法 7
1.5准双曲面齿轮的运转性能的研究方法 10
1.5.1实验方法 10
1.5.2传统的理论解析方法 14
1.6本书解析法的目的、范围及意义 15
第2章 共轭小齿轮齿面及合成误差的导入 17
2.1引言 17
2.2小轮理论齿面的计算方法 17
2.2.1小轮切齿时的机床设定参数 17
2.2.2小轮理论齿面计算方法 20
2.3大轮理论齿面计算方法 23
2.3.1大轮切齿时的机床设定参数 23
2.3.2大轮（基准齿面）的计算 24
2.3.3齿面的数值化 25
2.4小轮基准齿面的计算 27
2.5基准齿面的啮合接触状态的解析方法 30
2.5.1齿面的表达方式 30
2.5.2基准齿面的接触解析方法 31
2.5.3基准齿面的接触解析结果及重叠系数计算 34
2.6齿面形状偏差的定义与求法 36
2.7合成误差的概念 40
2.7.1合成误差的计算法与齿面上的速度 40
2.7.2插补方法 41
2.7.3齿面形状偏差与合成误差 45
2.8安装误差的等价合成误差计算法 46
2.9角度以及法线方向距离的齿面形状偏差与合成误差的特征 47
2.9.1角度偏差与距离偏差 48
2.9.2瞬时几何接触线上的角度合成误差与距离合成误差 49
第3章 无负荷时的接触斑点与传动误差解析法 51
3.1引言 51
3.2接触点及无负荷传动误差解析法 51
3.2.1传动误差及其特征 51
3.2.2方法1的接触点与无负荷传动误差的计算方法 52
3.2.3方法2的接触点与无负荷传动误差的计算方法 53
3.3红接触斑点的计算法 56
3.3.1红接触斑点计算法 56
3.3.2数值上的处理 58
3.4与格里森公司的结果比较 60
3.5齿面偏差的考虑 64
3.6合成误差曲面形状与齿面接触状态 65
3.7机床设定参数与合成误差曲面 70
第4章 轮齿的柔度分析法 72
4.1引言 72
4.2准双曲面齿轮轮齿的柔度定义 72
4.3柔度的影响系数以及初步修正式 73
4.3.1构建齿面形状影响系数的简易FEA模型 73
4.3.2准双曲面齿轮的齿面形状特征及其影响系数 74
4.3.3齿轮轮缘部的变形及初步修正公式 78
4.4准双曲面齿轮的轮齿FEA模型 79
4.5柔度近似式的修正 81
4.5.1齿宽方向的修正 81
4.5.2齿高方向的修正 88
4.5.3齿轮轮缘部分的柔度近似式的修正 90
4.6修正后的柔度近似式结果与FEA结果的比较 93
第5章 负载时齿轮运转性能仿真法 100
5.1引言 100
5.2实际接触斑点与负荷时的传动误差 100
5.2.1基本理论 100
5.2.2数值计算法 102
5.3两种方法得到的负荷时接触斑点与传动误差解析结果的差异 105
第6章 准双曲面齿轮齿根应力解析法 110
6.1引言 110
6.2齿根应力有限元分析方法 111
6.2.1危险断面 112
6.2.2有限元模型的单元划分 113
6.2.3齿面形状偏差对齿根应力的影响 116
6.2.4啮合过程中的齿根应力解析法 117
6.3齿根应力的近似式 119
6.4近似计算式与FEA结果的比较 121
6.4.1受集中载荷时的齿根应力分布的比较 121
6.4.2啮合进行时的齿根应力变化的比较 122
6.5小结 124
第7章 由接触斑点预测准双曲面齿轮动态性能的方法 125
7.1引言 125
7.2合成误差的表示法 125
7.3接触斑点的仿真法 126
7.4预测步骤与合成误差的初期值 127
7.4.1预测方法与步骤 127
7.4.2合成误差的初期值 128
7.5接触斑点的位置与齿向方向的宽度的修正 129
7.5.1接触斑点的位置的修正 129
7.5.2接触斑点沿齿宽方向长度的修正 129
7.6接触斑点的局部修正 133
7.6.1几何接触线上的合成误差最大e值位置的推定 133
7.6.2几何接触线上接触区域长度的修正 134
7.7预测实例 135
7.8小结 137
第8章 其他动态性能指标的解析法 138
8.1引言 138
8.2赫兹接触应力 138
8.3瞬时闪温 139
8.3.1二圆筒接触的瞬时温升的计算模型 139
8.3.2准双曲面齿轮瞬时温升计算模型 140
8.4振动激振力 142
8.4.1振动激振力的基本思想 142
8.4.2准双曲面齿轮振动激振力的计算原理 143
8.4.3准双曲面齿轮振动激振力的计算顺序 144
8.4.4数值计算法 146
第9章 准双曲面齿轮切齿加工仿真 148
9.1局部共轭原理 148
9.2准双曲面齿轮加工过程仿真 151
9.2.1基本参数的确定 151
9.2.2齿坯基本参数的确定 152
9.2.3刀具基本参数的确定 152
9.2.4齿坯和刀具位置调整推导 154
9.2.5齿坯调整过程推导 154
9.2.6刀盘调整过程推导 156
9.3加工仿真实例 159
9.3.1实例的基本参数 159
9.3.2加工仿真 160
9.4小结 162
第10章 切齿精度与齿面误差影响因素分析 163
10.1仿真齿面的检验 163
10.2调整机床参数建立误差齿面 166
10.3机床调整参数产生的齿面误差分布 166
10.3.1径向刀位产生的齿面误差分布 167
10.3.2径向刀位的误差影响 168
10.3.3角向刀位产生的齿面误差分布 170
10.3.4角向刀位的误差影响 171
10.3.5床位产生的齿面误差分布 173
10.3.6床位的误差影响 174
10.3.7安装角产生的齿面误差分布 176
10.3.8安装角的误差影响 177
10.3.9水平轮位产生的齿面误差分布 179
10.3.10水平轮位的误差影响 181
10.3.11垂直轮位产生的齿面误差分布 183
10.3.12垂直轮位的误差影响 184
10.3.13滚比产生的齿面误差分布 186
10.3.14滚比的误差影响 187
10.4机床调整参数对齿面误差影响程度比较 189
10.5小结 191
第11章 基于CAE的准双曲面齿轮的齿面接触分析 192
11.1切齿仿真的准双曲面齿轮有限元仿真前处理 192
11.1.1切齿仿真的准双曲面齿轮模型重构 192
11.1.2有限元模型前处理 193
11.2准双曲面齿轮的齿根弯曲应力分析 195
11.3齿面接触分析 196
11.3.1齿面误差对接触区的影响 196
11.3.2改变调整参数之前齿轮模型接触分析 199
11.3.3修正后的齿轮模型接触分析 200
11.3.4安装误差对齿面接触区的影响 200
11.3.5准双曲面齿轮齿面接触分析初步研究 205
11.4小结 209
第12章 基于CAE的准双曲面齿轮的传动误差分析 210
12.1引言 210
12.2数学模型的建立 210
12.2.1传动误差的数学模型 210
12.2.2等效质量、等效刚度和等效阻尼 211
12.2.3有限元分析提取传动误差的数学模型 212
12.3准双曲面齿轮的传动误差分析 212
12.3.1准双曲面齿轮有限元模型的建立 213
12.3.2准双曲面齿轮静力学有限元分析 213
12.3.3准双曲面齿轮动力学有限元分析 214
12.3.4静、动传动误差曲线对比 215
12.4材料阻尼对动传动误差的影响 217
12.4.1 Rayleigh阻尼的数学模型 217
12.4.2提取固有频率 218
12.4.3不同阻尼下的动传动误差 219
12.5小结 220
参考文献 221
附录A 刀具的形状 226
附录B 机床设定参数的变换 228
附录C 三维空间矢量的特性 229
附录D 齿面上任意一点到齿面边界距离的计算方法 231
附录E 二元牛顿-拉夫逊法 234
附录F 用于本书中的齿轮参数以及机床设定参数 235