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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