渐开线变齿厚齿轮传动具有结构紧凑、传动精度高、振动冲击小等优点，在高速船用齿轮箱、四驱车辆动力分动传动、精密消隙减速器等领域广泛应用，其设计、分析与制造一直是国内外的研究热点。本书从成形原理、设计方法、啮合分析方法到精密制造方法，系统深入地介绍渐开线变齿厚齿轮的设计与制造方法。全书共7章，主要介绍渐开线变齿厚齿轮成形原理与加工方法、平行轴渐开线变齿厚齿轮传动、小角度相交轴渐开线变齿厚齿轮传动、小角度交错轴渐开线变齿厚齿轮传动、渐开线少齿差变齿厚齿轮传动和渐开线变齿厚齿轮齿面修形方法等内容。
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第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 渐开线变齿厚齿轮传动分类 3
1.2.1 渐开线变齿厚齿轮传动分类 3
1.2.2 渐开线变齿厚齿轮传动典型应用场景 5
1.3 渐开线变齿厚齿轮传动发展历程 8
1.3.1 啮合理论与传动构型发展历程 8
1.3.2 啮合特性分析技术发展历程 12
1.3.3 加工制造方法与技术发展历程 15
1.4 渐开线变齿厚齿轮传动关键技术 18
第2章 渐开线变齿厚齿轮成形原理与加工方法 20
2.1 渐开线变齿厚齿轮成形原理及几何尺寸计算 20
2.2 渐开线变齿厚齿轮变位系数限制条件 23
2.2.1 渐开线变齿厚齿轮根切分析 23
2.2.2 渐开线变齿厚齿轮齿顶变尖分析 24
2.2.3 渐开线变齿厚齿轮齿顶干涉分析 25
2.3 渐开线变齿厚外齿轮滚削加工方法 28
2.3.1 滚削加工方法 29
2.3.2 斜插加工方法 34
2.4 渐开线变齿厚内齿轮插削加工方法 38
2.4.1 斜插加工方法 38
2.4.2 最佳斜插角计算 42
2.4.3 齿形误差影响分析 44
第3章 平行轴渐开线变齿厚齿轮传动 56
3.1 平行轴渐开线变齿厚齿轮传动几何设计 56
3.1.1 外啮合变齿厚齿轮传动几何设计 56
3.1.2 内啮合变齿厚齿轮传动几何设计 60
3.2 外啮合变齿厚齿轮传动啮合模型 64
3.2.1 正确啮合条件 64
3.2.2 基于理想安装条件的接触模型 67
3.2.3 考虑安装误差的齿轮副接触模型 72
3.2.4 有限元啮合模型 75
3.3 外啮合变齿厚齿轮传动接触轨迹与接触区域分析 77
3.3.1 齿面接触区域计算模型 78
3.3.2 齿面接触轨迹分析 82
3.3.3 齿面接触区域结果验证与参数化分析 94
3.4 外啮合变齿厚齿轮传动齿面啮合摩擦特性分析 100
3.4.1 齿轮齿面接触力计算模型 100
3.4.2 齿轮接触力结果验证与参数化分析 109
3.4.3 齿轮副摩擦特性计算模型 116
3.4.4 摩擦特性结果验证与参数化分析 119
第4章 小角度相交轴渐开线变齿厚齿轮传动 129
4.1 小角度相交轴渐开线变齿厚齿轮传动节圆锥设计 129
4.1.1 变齿厚齿轮与圆柱齿轮啮合的节圆锥设计 129
4.1.2 两变齿厚齿轮啮合的节圆锥设计 134
4.2 小角度相交轴渐开线变齿厚齿轮传动几何设计 138
4.2.1 渐开线变齿厚齿轮啮合机理 138
4.2.2 重合度计算分析 144
4.2.3 小角度相交轴渐开线变齿厚齿轮几何设计流程 147
4.3 几何设计参数对齿面啮合特性影响规律研究 148
4.3.1 螺旋角对齿面啮合特性影响规律分析 148
4.3.2 节锥角对齿面啮合特性影响规律分析 150
4.4 外载荷与安装误差对齿面啮合特性影响规律研究 151
4.4.1 外载荷对齿面啮合特性影响规律分析 151
4.4.2 安装误差对齿面啮合特性影响规律分析 155
第5章 小角度交错轴渐开线变齿厚齿轮传动 161
5.1 小角度交错轴渐开线变齿厚齿轮传动节圆锥设计 161
5.1.1 工作节圆锥啮合理论 161
5.1.2 齿条刀具参数与公共齿条参数的关系 166
5.1.3 小角度交错轴渐开线变齿厚齿轮传动点线接触控制 167
5.2 小角度交错轴渐开线变齿厚齿轮传动节圆锥设计 169
5.2.1 直接设计与间接设计流程 170
5.2.2 设计参数对齿面宏观几何形貌参数影响规律分析 171
5.3 几何设计参数与外载荷对齿面啮合特性影响规律分析 173
5.3.1 主方向啮合角(FPD角)对齿面啮合特性影响规律分析 174
5.3.2 外载荷对齿面啮合特性影响规律分析 176
5.4 安装误差对齿面啮合特性影响规律分析 178
5.4.1 中心距误差对齿面啮合特性影响规律分析 178
5.4.2 轴交角误差对齿面啮合特性影响规律分析 180
5.4.3 齿轮轴向位置安装误差对齿面啮合特性影响规律分析 181
第6章 渐开线少齿差变齿厚齿轮传动 183
6.1 2K-V型少齿差变齿厚齿轮传动原理与消隙设计 183
6.1.1 2K-V型少齿差变齿厚齿轮传动原理 183
6.1.2 变齿厚齿轮消隙分析与设计 185
6.2 渐开线少齿差变齿厚内齿轮副几何参数设计 187
6.2.1 齿轮副宏观参数设计 187
6.2.2 少齿差内啮合变齿厚齿轮副重合度分析 189
6.3 设计参数对整机传动啮合特性的影响分析 195
6.3.1 齿数差对系统啮合特性影响 195
6.3.2 齿顶高系数对系统啮合特性影响 198
6.3.3 节锥角对系统啮合特性影响 200
6.4 消隙变齿厚齿轮双侧接触力分布研究 202
6.4.1 消隙变齿厚齿轮双侧接触力计算模型 203
6.4.2 双侧接触力计算模型验证 213
6.4.3 设计参数对双侧接触力分布的影响分析 219
第7章 渐开线变齿厚齿轮齿面修形方法 224
7.1 基于抛物线切削刃的渐开线变齿厚齿轮齿面修形方法 224
7.1.1 考虑抛物线切削刃的渐开线变齿厚齿面模型 224
7.1.2 刀具修形参数对接触特性的影响分析 229
7.1.3 基于齿面接触分析的抛物线修形系数齿面误差敏感性分析 235
7.1.4 抛物线修形对交错轴变齿厚齿轮传动承载啮合特性影响分析 244
7.2 基于数控成形磨的渐开线变齿厚齿轮齿面修形方法 260
7.2.1 渐开线变齿厚齿轮齿面修形曲线 260
7.2.2 渐开线变齿厚齿轮齿面分区修形数学模型 263
7.2.3 考虑齿面修形的渐开线变齿厚齿轮啮合特性分析 265
参考文献 273
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