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第1章 高速重载面齿轮传动概述1

1.1 面齿轮传动特点2

1.2 面齿轮啮合与性能研究4

1.3 面齿轮加工技术7

1.4 面齿轮检测技术9

1.5 面齿轮工程应用10

本章小结12

第2章 复杂工况下的高速重载面齿轮啮合行为13

2.1 复杂工况分析13

2.2 面齿轮齿面方程13

2.2.1 刀具齿面方程13

2.2.2 传动坐标系的建立15

2.2.3 正交面齿轮齿面方程15

2.2.4 面齿轮过渡曲面方程16

2.2.5 面齿轮不发生根切的条件17

2.2.6 面齿轮齿顶不变尖的条件18

2.3 面齿轮齿面接触轨迹计算方法18

2.3.1 点接触的形成19

2.3.2 点接触面齿轮传动接触迹19

2.3.3 修形直齿轮点接触传动21

2.4 面齿轮加载接触分析25

2.4.1 多种变形因素的等效26

2.4.2 面齿轮加载传动弹性变形计算26

2.4.3 面齿轮加载传动齿间载荷分配28

2.4.4 面齿轮加载传动接触区29

2.4.5 面齿轮加载接触分析实例30

2.5 面齿轮动态特性分析33

2.5.1 面齿轮传动振动模型建立33

2.5.2 面齿轮传动耦合振动方程34

2.5.3 面齿轮传动系统激励分析36

2.5.4 面齿轮传动系统振动微分方程组的求解37

2.5.5 考虑安装误差的面齿轮动态响应实例分析37

2.6 面齿轮热弹流润滑分析41

2.6.1 面齿轮传动齿面速度41

2.6.2 面齿轮传动弹流润滑无量纲方程42

2.6.3 面齿轮润滑特性分析实例44

2.7 面齿轮齿形设计参数优化48

2.7.1 齿形设计参数对面齿轮接触区的影响48

2.7.2 齿形设计参数对面齿轮内外半径的影响50

2.7.3 齿形设计参数对面齿轮动态特性的影响53

2.7.4 齿形设计参数对面齿轮润滑性能的影响54

本章小结55

第3章 面齿轮数控插齿加工56

3.1 面齿轮插齿加工原理56

3.2 面齿轮插齿刀设计57

3.2.1 刀具齿数及修整量的选取58

3.2.2 面齿轮插齿刀结构设计60

3.3 面齿轮数控插齿展成加工方法62

3.4 基于机床参数调整的面齿轮修形方法63

3.4.1 复杂齿面误差修正64

3.4.2 复杂齿面精密修形计算方法65

本章小结68

第4章 面齿轮多轴联动数控铣齿加工69

4.1 面齿轮铣齿加工原理69

4.2 面齿轮低应力加工刀具参数优化72

4.2.1 面齿轮三维切齿加工仿真模型74

4.2.2 面齿轮三维切齿加工仿真结果75

4.3 面齿轮数控铣削加工展成方法78

4.3.1 刀位啮合计算79

4.3.2 机床运动变换81

4.4 加工误差对面齿轮结构及啮合性能的影响83

4.4.1 刀具齿面误差的影响84

4.4.2 刀具轴向窜动误差的影响85

4.4.3 刀具径向跳动误差的影响86

4.4.4 工件摆动半径误差的影响88

4.4.5 机床各轴运动误差的影响90

本章小结91

第5章 面齿轮高阶复杂齿面数控展成磨削加工92

5.1 面齿轮磨削专用机床设计92

5.1.1 面齿轮磨削专用机床结构设计92

5.1.2 面齿轮磨削专用机床性能分析92

5.2 基于专用机床结构的面齿轮高阶复杂齿面磨削加工方法94

5.3 碟形砂轮磨削加工啮合点刀位计算96

5.4 碟形砂轮修整装置设计98

5.4.1 碟形砂轮修整方案选型98

5.4.2 碟形砂轮修整原理分析100

5.4.3 修整装置机械结构设计100

5.4.4 金刚石滚轮圆角形式选择101

5.5 面齿轮磨削碟形砂轮修整方法及刀位点计算101

5.5.1 机床运动轨迹设计101

5.5.2 刀位点计算方法103

5.5.3 修整偏差分析105

5.5.4 刀位点计算程序设计107

5.5.5 修整方法Vericut仿真109

5.6 面齿轮磨削砂轮修整误差分析111

5.6.1 机床误差分析111

5.6.2 对刀误差分析116

5.7 基于表面质量的面齿轮磨削砂轮修整工艺参数优化121

本章小结125

第6章 高速重载面齿轮长寿命加工工艺126

6.1 面齿轮磨珩复合加工126

6.1.1 面齿轮磨珩复合磨削机理126

6.1.2 面齿轮材料本构模型127

6.1.3 面齿轮磨珩复合磨削加工仿真134

6.1.4 磨削参数对齿面残余应力的影响137

6.1.5 砂轮参数对齿面残余应力的影响139

6.1.6 磨削参数对表面粗糙度的影响140

6.1.7 面齿轮磨珩复合加工实验142

6.2 面齿轮热处理强化工艺144

6.2.1 面齿轮热处理工艺制定144

6.2.2 面齿轮热处理数值模拟146

6.2.3 面齿轮热处理仿真结果分析149

6.2.4 面齿轮热处理试验158

6.3 面齿轮激光熔覆加工160

6.3.1 面齿轮激光熔覆金属复合涂层160

6.3.2 正交偏置面齿轮激光熔覆工艺166

6.3.3 面齿轮激光熔覆试验170

本章小结173

第7章 高速重载面齿轮精度检测与传动性能试验技术174

7.1 面齿轮加工精度检测174

7.1.1 面齿轮精度检测项目174

7.1.2 面齿轮加工量具设计176

7.1.3 基于三坐标测量机的面齿轮齿面偏差检测177

7.2 面齿轮齿面检测点自适应采样179

7.2.1 面齿轮齿面检测采样点数量的确定180

7.2.2 基于给定采样点数量的面齿轮齿面自适应采样184

7.2.3 面齿轮齿面偏差检测试验188

7.3 面齿轮啮合性能试验189

7.3.1 面齿轮啮合性能试验台设计189

7.3.2 面齿轮啮合性能试验结果190

7.4 高速重载面齿轮动态强度相似试验194

7.4.1 高速重载面齿轮寿命相似试验194

7.4.2 高速重载面齿轮动态相似试验199

本章小结202

参考文献203