齿轮机构设计与应用

本书按照不同形状的齿轮介绍其机构设计问题。其中主要介绍圆柱齿轮机构的设计，而且以渐开线齿轮为重点，这是因为它易于精确加工而在生产中仍然得到极其广泛应用的缘故。对于每种形状的齿轮，我们将首先介绍其一对齿轮的设计方法，然后介绍以其组成的齿轮机构，其中又主要介绍这种齿轮组成的行星机构的设计。此外，本书除了介绍一般的圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆传动外，还介绍了一些特殊形状的齿轮。

齿轮的设计是一项涉及多学科的综合技术，本书作为机构设计与应用创新丛书之一，只从实现某种运动的机构设计的角度，对齿轮机构设计与应用的一些基本问题予以介绍。本书除了介绍一般的圆柱齿轮、锥齿轮和蜗杆传动外，还介绍了一些特殊形状的齿轮，如偏心齿轮、变齿厚齿轮、非圆齿轮和准椭球齿轮等。对于每种形状的齿轮，首先介绍其一对齿轮的设计方法，然后再介绍以其组成的齿轮机构，其中又主要介绍这种齿轮组成的行星机构的设计与应用，实用性非常强。

本书适于从事齿轮机构设计与应用的技术人员使用，也可作为大专院校相关专业的教材及参考书。

前言

第1篇圆柱齿轮机构

第1章平面齿轮副啮合的基本概念

1.1瞬心线及瞬心线机构

1.2齿轮副的节曲面

1.3齿轮副的齿面

1.3.1用包络线法确定共轭齿廓

1.3.2用齿廓法线法确定共轭齿廓

1.3.3用动瞬心线法确定共轭齿廓

1.3.4摆线齿轮的齿廓曲面

1.3.5渐开线齿轮的齿廓曲面

1.4欧拉.沙瓦里公式及其应用

第2章渐开线圆柱齿轮副设计

2.1渐开线及其传动特点

2.1.1渐开线及其性质

2.1.2渐开线方程式

2.1.3渐开线齿廓啮合传动的特点

2.2渐开线圆柱齿轮的几何要素与啮合传动

2.2.1渐开线直齿圆柱齿轮的各部分名称及代号

2.2.2渐开线圆柱齿轮的基本参数与基本齿廓

2.2.3渐开线标准圆柱齿轮的几何尺寸

2.2.4渐开线标准圆柱齿轮的啮合传动

2.3渐开线齿轮加工原理及齿厚控制

2.3.1渐开线齿轮的加工原理

2.3.2变位齿轮的形成

2.3.3渐开线齿轮的齿厚计算及控制

2.4渐开线圆柱齿轮啮合传动的特性

2.4.1连续啮合条件及重合度

2.4.2渐开线圆柱齿轮副啮合中的滑动现象和滑动系数

2.5渐开线圆柱齿轮加工过程中的干涉

2.5.1齿条型刀具加工外齿轮时的根切及避免方法

2.5.2插齿刀加工外齿轮时的根切与顶切

2.5.3插齿刀加工内齿轮时的干涉

2.6渐开线圆柱齿轮啮合时的干涉

2.6.1外啮合渐开线齿轮的啮合干涉

2.6.2内啮合渐开线齿轮的啮合干涉

2.7渐开线圆柱齿轮副的传动设计

2.7.1渐开线变位齿轮的啮合传动计算

2.7.2变位齿轮传动的分类与比较

2.7.3设计举例

2.8渐开线齿轮变位系数的选择

2.8.1选择变位系数的基本原则

2.8.2选择变位系数的限制条件

2.8.3外啮合圆柱齿轮变位系数的选择方法

第3章圆弧齿轮副设计

3.1圆弧齿轮副啮合基本原理及传动特点

3.1.1基本原理

3.1.2传动比和正确啮合条件

3.1.3重合度和接触点数及其对工作性能的影响

3.2圆弧齿轮的基本齿廓及模数

3.2.1圆弧齿轮的模数

3.2.2单圆弧齿轮滚刀齿形

3.2.3双圆弧齿轮基本齿廓

3.3圆弧齿轮几何尺寸计算及参数选择

3.3.1圆弧齿轮的几何尺寸计算

3.3.2圆弧齿轮几何参数的选择

第4章定轴圆柱齿轮机构设计

4.1齿轮传动机构的类型与用途

4.1.1齿轮传动机构的类型

4.1.2传动比的计算

4.1.3圆柱齿轮变速机构

4.2通用圆柱齿轮减速器的设计与选用

4.2.1圆柱齿轮减速器的类型与特点

4.2.2通用圆柱齿轮减速器的基本参数

4.2.3通用标准圆柱齿轮减速器及其选用

4.2.4减速器的设计

4.3专用减速器及其特点

第5章行星齿轮机构设计

5.1概述

5.2行星轮系各构件角速度之间的普遍关系式

5.3行星轮系的效率计算

5.3.1概述

5.3.2常用的啮合功率法

5.3.3克列依涅斯啮合功率法

5.3.4力矩法求行星轮系效率

5.4行星轮系各轮齿数的确定

5.4.1满足给定的传动比

5.4.2同心条件

5.4.3邻接条件

5.4.4安装条件

5.5行星轮系的运动精度

5.6行星轮系的均载装置

5.6.1使基本构件"浮动的方法

5.6.2采用弹性元件的均衡方法

5.6.3采用杠杆联锁的均衡装置

5.6.4使行星轮系成为静定系统

5.7行星轮系形式的选择

5.8行星齿轮变速箱

5.8.1二自由度行星变速箱

5.8.2三自由度行星变速箱

第6章少齿差行星轮系

6.1渐开线少齿差行星轮系

6.1.1概述

6.1.2渐开线少齿差行星轮系的输出机构及无输出机构的少齿差行星轮系

6.1.3内齿轮副干涉及限制条件

6.1.4少齿差行星轮系的效率

6.2摆线针轮行星轮系

6.2.1概述

6.2.2摆线齿廓的形成

6.2.3摆线针轮行星传动的啮合原理

6.2.4摆线轮齿廓不产生"根切"的条件

6.2.5有关系数的选择

6.2.6摆线轮基本尺寸

6.2.7摆线轮齿廓的加工

6.2.8RV传动简介

6.3谐波齿轮传动

6.3.1概述

6.3.2结构形式及传动比计算

6.3.3谐波齿轮传动的啮合原理

6.3.4谐波齿轮传动的效率

6.4活齿少齿差行星齿轮传动

6.4.1概述

6.4.2活齿传动的工作原理

6.4.3活齿传动的齿形设计

6.4.4活齿传动的其他参数的选择

第2篇锥齿轮机构及其设计

第7章锥齿轮的几何设计

7.1直齿锥齿轮传动

7.1.1直齿锥齿轮的齿廓曲面

7.1.2直齿锥齿轮的几何计算

7.2曲线齿锥齿轮传动

7.2.1曲线齿锥齿轮的齿线

7.2.2弧齿锥齿轮的几何计算

7.3圆柱锥齿轮传动

7.3.1插齿刀加工的锥齿轮的齿廓曲面

7.3.2圆柱锥齿轮传动的几何计算

第8章锥齿轮机构

8.1锥齿轮变速机构

8.1.1普通锥齿轮行星机构

8.1.2少齿差锥齿轮行星减速器

8.2锥齿轮差动机构

8.3在机器人操作机中采用的圆锥齿轮机构

8.3.1圆锥齿轮上下料机构

8.3.2机器人的锥齿轮俯仰转动关节

8.3.3三自由度锥齿轮关节

第3篇蜗杆传动及其设计

第9章圆柱蜗杆传动

9.1圆柱蜗杆的分类及形成原理

9.1.1三种直纹面蜗杆的形成原理

9.1.2锥面包络圆柱蜗杆的形成原理

9.1.3圆弧齿蜗杆的形成原理

9.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算

9.2.1圆柱蜗杆传动的主要参数

9.2.2圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算

9.3圆柱蜗杆传动在各种机构中的应用

9.3.1蜗杆减速装置

9.3.2蜗杆分度驱动机构

9.3.3蜗杆运动合成机构

9.3.4蜗杆转数计

第10章环面蜗杆传动

10.1直廓环面蜗杆传动

10.1.1直廓环面蜗杆传动的形成原理

10.1.2直廓环面蜗杆副的几何计算

10.2平面二次包络环面蜗杆传动

10.2.1形成原理

10.2.2几何尺寸计算

10.3超环面行星蜗杆传动

10.3.1超环面行星蜗杆传动的原理及特点

10.3.2传动的参数设计

10.3.3参数确定原则与制造技术

第4篇其他齿轮机构设计及应用

第11章渐开线螺旋圆柱齿轮机构及其设计

11.1渐开线螺旋齿轮的传动原理

11.2螺旋齿轮传动特点

11.2.1正确啮合条件

11.2.2传动比

11.2.3螺旋齿轮啮合线

11.3螺旋齿轮机构设计

11.3.1螺旋齿轮轴交角∑和螺旋角β、压力角(αn、αt)的关系

11.3.2螺旋齿轮的中心距

11.3.3螺旋齿轮的重合度和有效齿宽

11.3.4螺旋齿轮不产生干涉的条件

11.3.5分度圆柱螺旋角的选择

11.3.6设计举例

第12章变齿厚渐开线齿轮机构及其设计

12.1变厚齿轮成形原理及相关计算公式

12.1.1变厚齿轮的成形原理

12.1.2变厚齿轮尺寸计算公式

12.2平行轴外啮合变厚齿轮机构及其设计

12.2.1平行轴外啮合变厚齿轮正确啮合条件

12.2.2平行轴变厚齿轮传动啮合方程

12.2.3平行轴变厚齿轮的中心距和中心距变动系数y1

12.2.4变厚齿轮啮合角α't1I2R、αt2L1R和变位系数xt1、xt2

12.2.5平行轴变厚齿轮的重合度8112R和s2LlR

12.2.6平行轴外啮合变厚齿轮设计实例

12.3平行轴内啮合变厚齿轮机构设计

12.3.1内啮合变厚齿轮传动设计计算公式

12.3.2平行轴内啮合变厚齿轮设计实例

12.3.3平行轴变厚齿轮的创新应用

12.4交错轴变厚齿轮机构设计

12.4.1交错轴变厚齿轮传动原理及相关公式

12.4.2交错轴变厚齿轮机构的设计计算

12.4.3交错轴变厚齿轮实现线接触的条件

第13章偏心渐开线齿轮机构及其设计

13.1偏心渐开线齿轮机构的传动原理及运动分析

13.2偏心渐开线齿轮机构的设计

13.2.1有关几个角参数的基本关系式

13.2.2偏心齿轮机构啮合角的设计计算

13.2.3偏心齿轮机构几何中心距的设计计算

13.2.4偏心齿轮机构偏心率的设计计算

13.2.5偏心齿轮机构瞬心传动比的设计计算

13.2.6设计中的几个具体问题

13.3直齿偏心渐开线齿轮机构的设计

13.3.1设计步骤

13.3.2设计计算举例

13.4斜齿偏心渐开线齿轮机构的设计

13.4.1设计计算公式

13.4.2设计举例

第14章非圆齿轮机构及其设计

14.1概述

14.1.1非圆齿轮机构的特点

14.1.2非圆齿轮机构在工程中的应用

14.2非圆齿轮的节曲线设计

14.2.1一对非圆齿轮啮合传动节曲线方程

14.2.2非圆齿轮和齿条啮合传动节曲线方程

14.3非圆齿轮节曲线的封闭条件

14.4非圆齿轮节曲线为外凸形曲线的条件

14.4.1按两轮中心距和传动比函数设计保证节曲线外凸形的条件

14.4.2按再现函数y=f(s)设计非圆齿轮的节曲线外凸条件

14.5非圆齿轮齿廓的渐屈线

14.5.1节曲线向径与齿廓法线的夹角A

14.5.2节曲线和齿廓渐屈线对应点间距离

14.5.3齿廓渐屈线方程

14.6用齿廓法线法设计非圆齿轮齿廓

14.6.1用齿条刀切制轮齿

14.6.2用圆插齿刀切制轮齿

14.6.3已知节曲线方程应用齿廓法线法求齿廓方程

14.7齿廓的过渡曲线

14.7.1用齿条刀切制轮齿

14.7.2用圆插齿刀切制轮齿

14.8非圆齿轮副的啮合线和重合度

14.8.1非圆齿轮副的啮合线

14.8.2非圆齿轮副的重合度

14.9非圆齿轮副的啮合角

14.9.1啮合角与传动比的关系

14.9.2非圆齿轮机构不产生自锁的条件

14.10非圆齿轮的设计实例

第15章准椭球齿轮传动的创新设计与应用

15.1球面齿轮的应用背景和传动原理

15.1.1球面齿轮在机器人柔性手腕中的应用

15.1.2球面齿轮的传动原理及存在不足

15.2准椭球齿轮节曲面的创新设计

15.2.1引言

15.2.2准椭球齿轮轮齿的布局

15.2.3准椭球齿轮轴回转节曲面母线的设计

15.2.4准椭球节曲面∑1和∑2的方程

15.3准椭球齿轮共轭齿廓曲面设计

15.3.1节曲面∑1上的凸齿齿廓设计

15.3.2啮合方程组建模

15.3.3凹齿齿廓曲面设计

15.4准椭球齿轮的特种加工方法及方法简介

附录

附录Ⅰ渐开线函数

附录Ⅱ反渐开线函数

附录Ⅲ渐开线齿轮选择变位系数封闭图的计算

参考文献

I S B N :9787111215806作 者:李华敏 李瑰贤

出 版 社:机械工业

出版时间:2007-09-01

版 次:初版

开 本:16开

包 张:平装

本书编入了与齿轮设计有关的设计资料、最新国家标准和设计规范，内容主要包括:渐开线圆柱齿轮传动、星形齿轮传动、锥齿轮和准双曲面齿轮传动、蜗杆传动、2K-H型和3K型行星齿轮传动、渐开线少齿差行星齿轮传动、摆线针轮行星传动、销齿传动、小模数齿轮传动、齿轮常用材料及热处理、齿轮减速器的设计计算等。本书突出科学性、先进性和实用性。

本书可供从事齿轮机构设计与应用的技术人员使用，也可供大中专院校相关专业的师生参考使用。