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第8篇 齿轮传动3

第1章 概述3

1 齿轮传动的分类和特点3

1.1 分类3

1.2 特点3

2 齿轮传动类型选择的原则3

3 常用符号4

第2章 渐开线圆柱齿轮传动10

1 渐开线圆柱齿轮基本齿廓和模数系列10

2 渐开线圆柱齿轮传动的几何尺寸计算11

2.1 标准圆柱齿轮传动的几何尺寸计算11

2.1.1 外啮合标准圆柱齿轮传动的几何尺寸计算11

2.1.2 内啮合标准圆柱齿轮传动的几何尺寸计算11

2.2 变位圆柱齿轮传动的几何尺寸计算13

2.2.1 变位齿轮传动的特点与功用13

2.2.2 外啮合圆柱齿轮传动的变位系数选择14

2.2.3 内啮合圆柱齿轮传动的干涉及变位系数选择16

2.2.4 外啮合变位圆柱齿轮传动的几何尺寸计算21

2.2.5 内啮合变位圆柱齿轮传动的几何尺寸计算23

3 渐开线圆柱齿轮齿厚的测量与计算30

3.1 齿厚测量方法的比较和应用30

3.2 公法线长度30

3.2.1 公法线长度计算公式30

3.2.2 公法线长度数值表31

3.3 分度圆弦齿厚36

3.3.1 分度圆弦齿厚计算公式36

3.3.2 分度圆弦齿厚数值表37

3.4 固定弦齿厚40

3.4.1 固定弦齿厚计算公式40

3.4.2 固定弦齿厚数值表41

3.5 量柱（球）测量跨距42

3.5.1 量柱（球）测量跨距计算公式42

3.5.2 量柱（球）测量跨距数值表42

4 渐开线圆柱齿轮传动的设计计算43

4.1 圆柱齿轮传动的作用力计算43

4.2 主要参数的选择43

4.3 主要尺寸的初步确定44

4.4 齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度校核计算45

4.5 齿轮传动设计与强度校核计算中各参数的确定47

4.5.1 分度圆上的圆周力Ft47

4.5.2 使用系数KA47

4.5.3 动载系数KV48

4.5.4 齿向载荷分布系数KHβ、KFβ51

4.5.5 齿间载荷分配系数KHα、KFα55

4.5.6 轮齿刚度c′、cγ56

4.5.7 节点区域系数ZH57

4.5.8 弹性系数ZE58

4.5.9 接触强度计算的重合度系数Zε、螺旋角系数Zβ及重合度与螺旋角系数Zεβ58

4.5.10 小齿轮及大齿轮单对齿啮合系数ZB、ZD59

4.5.11 试验齿轮的接触疲劳极限σHlim60

4.5.12 接触强度计算的寿命系数ZNT60

4.5.13 润滑油膜影响系数ZL、ZV、ZR63

4.5.14 工作硬化系数ZW64

4.5.15 接触强度计算的尺寸系数ZX64

4.5.16 最小安全系数SHmin、SFmin65

4.5.17 齿形系数YF65

4.5.18 应力修正系数YS67

4.5.19 复合齿形系数YFS68

4.5.20 抗弯强度计算的重合度系数Yε、螺旋角系数Yβ及重合度与螺旋角系数Yεβ68

4.5.21 齿轮材料的弯曲疲劳强度基本值σFE69

4.5.22 抗弯强度计算的寿命系数YNT70

4.5.23 抗弯强度计算的尺寸系数Yx71

4.5.24 相对齿根圆角敏感系数YδrelT72

4.5.25 相对齿根表面状况系数YRrelT73

4.6 齿轮静强度校核计算74

4.7 变动载荷作用下的齿轮强度校核计算75

4.8 薄轮缘齿轮齿根弯曲应力76

4.9 胶合承载能力校核计算77

4.9.1 计算公式77

4.9.2 计算中的有关数据及系数的确定77

4.10 开式齿轮传动的计算特点80

5 齿轮的材料80

6 圆柱齿轮的结构85

7 渐开线圆柱齿轮精度90

7.1 齿轮偏差的定义和代号90

7.2 精度等级及其选择93

7.3 齿轮偏差计算公式和数值表95

7.3.1 5级精度的齿轮偏差计算公式95

7.3.2 齿轮偏差数值表96

7.4 齿厚与侧隙114

7.4.1 齿厚114

7.4.2 关于侧隙的术语和定义114

7.4.3 最小法向侧隙115

7.4.4 齿厚的公差与偏差116

7.4.5 公法线长度偏差116

7.4.6 量柱（球）测量跨距偏差116

7.5 齿轮坯的精度117

7.6 齿面粗糙度120

7.7 中心距公差121

7.8 轴线平行度偏差121

7.9 接触斑点122

7.10 推荐检验项目123

7.11 图样标注123

8 齿轮修形和修缘124

8.1 齿轮的弹性变形修形124

8.1.1 齿廓弹性变形修形原理124

8.1.2 齿向弹性变形修形原理124

8.1.3 齿廓弹性变形计算124

8.1.4 齿向弹性变形计算125

8.1.5 齿廓弹性变形修形量的确定126

8.1.6 齿向弹性变形修形量的确定127

8.2 齿轮的热变形修形127

8.2.1 齿轮的热变形机理127

8.2.2 齿向的热变形修形量的确定128

8.2.3 齿廓的热变形修形量的确定129

8.3 考虑空间几何因素引起轮齿啮合歪斜的修形129

8.4 齿轮的齿顶修缘130

8.5 齿轮修形示例131

9 渐开线圆柱齿轮传动设计计算示例及零件工作图133

9.1 设计示例133

9.2 渐开线圆柱齿轮工作图135

第3章 圆弧齿轮传动138

1 圆弧齿轮传动的类型、特点和应用138

1.1 单圆弧齿轮传动138

1.2 双圆弧齿轮传动139

2 圆弧齿轮传动的啮合特性140

2.1 单圆弧齿轮传动的啮合特性140

2.2 双圆弧齿轮传动的啮合特性140

2.2.1 同一工作齿面上两个同时接触点间的轴向距离qTA140

2.2.2 多点啮合系数141

2.2.3 多对齿啮合系数141

2.2.4 齿宽b的确定141

3 圆弧齿轮的基本齿廓及模数系列142

3.1 单圆弧齿轮的基本齿廓142

3.2 双圆弧齿轮的基本齿廓142

3.3 圆弧齿轮的法向模数系列143

4 圆弧齿轮传动的几何尺寸计算143

5 圆弧齿轮传动基本参数的选择146

5.1 齿数z和模数mn146

5.2 重合度εβ146

5.3 螺旋角β147

5.4 齿宽系数φd、φa147

6 圆弧齿轮的强度计算147

6.1 圆弧齿轮传动的强度计算公式147

6.2 各参数符号的意义及各系数的确定149

7 圆弧圆柱齿轮的精度154

7.1 误差的定义和代号154

7.2 精度等级及其选择154

7.3 侧隙158

7.4 推荐的检验项目158

7.5 图样标注158

7.6 圆弧齿轮精度数值表158

7.7 极限偏差及公差与齿轮几何参数的关系式162

8 圆弧圆柱齿轮设计计算实例及零件工作图163

8.1 设计计算实例163

8.2 圆弧圆柱齿轮零件工作图165

第4章 锥齿轮和准双曲面齿轮传动167

1 概述167

1.1 分类、特点和应用167

1.2 基本齿制168

1.3 模数168

1.4 锥齿轮的变位169

1.4.1 切向变位169

1.4.2 径向变位（高变位）170

2 锥齿轮传动的几何尺寸计算170

2.1 直齿锥齿轮传动的几何尺寸计算170

2.2 斜齿锥齿轮传动的几何尺寸计算172

2.3 弧齿锥齿轮传动和零度弧齿锥齿轮传动的几何尺寸计算172

2.4 奥利康锥齿轮传动的几何尺寸计算178

2.5 克林根贝尔格锥齿轮传动的几何尺寸计算184

2.6 准双曲面齿轮传动的几何尺寸计算190

3 锥齿轮传动的设计计算197

3.1 轮齿受力分析197

3.2 主要尺寸的初步确定198

3.3 锥齿轮传动的疲劳强度校核计算200

3.3.1 锥齿轮传动的当量齿轮参数计算200

3.3.2 锥齿轮传动齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的校核计算公式202

3.3.3 疲劳强度校核计算中参数的确定203

3.3.3.1 通用系数203

3.3.3.2 齿面接触应力σH的修正系数204

3.3.3.3 齿面接触强度计算的极限应力σHlim和系数205

3.3.3.4 齿根弯曲应力σF的修正系数205

3.3.3.5 齿根弯曲强度计算的强度基本值σFE和系数210

3.3.4 开式锥齿轮传动的强度计算210

3.4 锥齿轮传动设计举例210

4 锥齿轮的结构217

5 锥齿轮的精度218

5.1 术语和定义218

5.2 精度等级220

5.3 锥齿轮的检验组和公差221

5.3.1 锥齿轮的检验组221

5.3.2 锥齿轮的公差221

5.4 锥齿轮副的检验和公差221

5.4.1 齿轮副的检验项目221

5.4.2 齿轮副的检验组221

5.4.3 齿轮副的公差222

5.5 锥齿轮副的侧隙222

5.6 图样标注222

5.7 应用示例223

5.8 齿坯的要求223

5.9 锥齿轮精度数值表224

5.10 锥齿轮极限偏差及公差与齿轮几何参数的关系式235

6 锥齿轮工作图例236

第5章 蜗杆传动239

1 概述239

2 普通圆柱蜗杆传动241

2.1 普通圆柱蜗杆传动的主要参数241

2.2 普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算244

2.3 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算246

2.3.1 齿上受力分析和滑动速度计算246

2.3.2 普通圆柱蜗杆传动的强度和刚度计算247

2.3.3 蜗杆、蜗轮的材料和许用应力247

2.3.4 蜗杆传动的效率和散热计算248

2.4 提高圆柱蜗杆传动承载能力的方法250

2.5 蜗杆、蜗轮的结构251

2.6 普通圆柱蜗杆传动的设计实例252

2.7 圆柱蜗杆、蜗轮的精度254

2.7.1 术语定义和代号255

2.7.2 精度等级258

2.7.3 齿坯的要求258

2.7.4 蜗杆、蜗轮的检验和公差258

2.7.5 蜗杆传动副的检验和公差258

2.7.6 蜗杆传动副的侧隙规定258

2.7.7 工作图上的标注259

2.7.8 装配图上的标注259

2.7.9 公差数值表260

2.7.10 误差与相关关系式267

3 圆弧圆柱蜗杆传动268

3.1 轴向圆弧齿圆柱蜗杆（ZC3）传动268

3.1.1 基本齿廓268

3.1.2 ZC3蜗杆传动的参数及其匹配268

3.1.3 ZC3蜗杆传动的几何尺寸计算270

3.1.4 ZC3蜗杆传动强度计算及其他271

3.2 环面包络圆柱蜗杆（ZC1）传动271

3.2.1 基本齿廓271

3.2.2 ZC1蜗杆传动的参数及其匹配271

3.2.3 ZC1蜗杆传动的几何尺寸计算274

3.2.4 ZC1蜗杆传动承载能力计算274

3.2.5 ZC1蜗杆传动设计实例277

4 环面蜗杆传动279

4.1 环面蜗杆的形成原理279

4.1.1 直廓环面蜗杆（TSL型）279

4.1.2 平面包络环面蜗杆279

4.2 环面蜗杆的修形279

4.2.1 直廓环面蜗杆的修形279

4.2.2 平面二次包络环面蜗杆的修形280

4.3 环面蜗杆传动的基本参数选择和几何尺寸计算280

4.4 环面蜗杆传动承载能力计算285

4.5 环面蜗杆传动设计计算例286

4.6 环面蜗杆、蜗轮工作图288

4.7 环面蜗杆、蜗轮的精度291

4.7.1 直廓环面蜗杆、蜗轮精度291

4.7.2 平面二次包络环面蜗杆、蜗轮精度294

参考文献299