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绪论1

0.1 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的两种齿制1

0.1.1 两种齿制的共同点1

0.1.2 两种齿制的特点和主要区别2

0.2 奥利康制的演变3

0.2.1 SKM2型铣齿机和旧“奥”制3

0.2.2 刀倾全展成法、半展成法和新“奥”制4

0.3 克林根贝尔格制的发展4

0.4 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的现有计算方法5

0.4.1 奥利康齿轮的设计和铣齿调整计算法5

0.4.2 “克”制摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的计算方法5

0.4.3 两种齿制计算方法中存在的问题6

0.5 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮计算方法的改进6

第1章 准双曲面齿轮传动的啮合理论8

1.1 分锥面8

1.2 分锥面几何参数之间的关系9

1.3 极限压力角、临界法曲率和极限法曲率14

1.3.1 极限压力角14

1.3.2 临界法曲率和极限法曲率15

1.4 滑动角和诱导法曲率16

1.5 准双曲面齿轮传动的基本公式17

1.5.1 分锥面几何参数之间的关系17

1.5.2 滑动角、诱导法曲率和诱导短程挠率18

1.6 准双曲面齿轮齿两侧面啮合对称的条件18

1.7 曲线齿锥齿轮传动19

1.7.1 分锥面几何参数19

1.7.2 接触角和诱导法曲率20

1.8 相对主曲率与齿线和齿廓方向曲率参数间的关系21

1.8.1 相对主方向和相对主曲率21

1.8.2 相对主曲率与齿线和齿廓方向曲率参数间的关系23

1.9 参考点M处齿面瞬时接触椭圆的参数23

第2章 摆线齿锥齿轮铣齿原理24

2.1 摆线齿锥齿轮连续分度铣齿原理24

2.1.1 铣齿机的模式24

2.1.2 铣齿机传动原理26

2.1.3 齿面的形成27

2.2 摆线齿锥齿轮全展成法和半展成法27

2.2.1 全展成法27

2.2.2 奥利康刀倾半展成法(Spirac法)28

2.3 当量齿轮、基本齿廓及变位29

2.3.1 当量齿轮29

2.3.2 基本齿廓及变位30

2.4 全展成法铣齿冠轮的参数31

2.4.1 展成摆线齿锥齿轮的冠轮参数31

2.4.2 展成摆线齿准双曲面齿轮的冠轮参数32

2.5 克林根贝尔格刀盘主要参数和刀位36

2.5.1 外刀和内刀夹角的理论值36

2.5.2 克林根贝尔格刀盘主要参数和刀位37

2.6 刀轴不倾斜时的冠轮产形面39

2.6.1 长幅外摆线的形成39

2.6.2 冠轮的产形面及其曲率参数39

2.6.3 冠轮齿线任一点处的压力角和螺旋角42

2.6.4 产形面∑j的特性43

第3章 摆线齿锥齿轮几何设计45

3.1 摆线齿锥齿轮主要参数初算45

3.2 摆线齿锥齿轮几何参数计算46

3.2.1 几何参数计算的原始参数46

3.2.2 节锥面参数和冠轮参数53

3.2.3 齿面刮伤及齿槽底留埂检查54

3.2.4 高变位系数的选择54

3.2.5 分锥角修正58

3.2.6 小轮齿顶变尖检查和小端齿顶倒坡58

3.2.7 刀盘干涉检查61

3.2.8 摆线齿锥齿轮的几何参数和图形62

3.3 摆线齿锥齿轮的当量齿轮和重合度66

3.4 齿形系数和切向变位系数68

第4章 摆线齿准双曲面齿轮几何设计70

4.1 摆线齿准双曲面齿轮主要参数初算70

4.2 摆线齿准双曲面齿轮几何参数计算71

4.2.1 几何参数计算的原始参数71

4.2.2 摆线齿准双曲面齿轮分锥面几何参数计算73

4.2.3 冠轮和小轮齿宽及齿面刮伤和槽底留埂检查78

4.2.4 高变位系数计算和根切校核81

4.2.5 小轮分锥角许用最大值84

4.2.6 小轮齿顶变尖检查和齿顶倒坡85

4.2.7 刀盘干涉检查86

4.2.8 摆线齿准双曲面齿轮的几何参数91

4.3 摆线齿准双曲面齿轮的当量齿轮和重合度94

4.3.1 摆线齿准双曲面齿轮当量齿轮计算的特点94

4.3.2 准双曲面齿轮的当量齿轮和重合度94

4.4 齿形系数和切向变位系数96

4.4.1 齿形系数96

4.4.2 切向变位系数99

4.4.3 齿廓危险截面点的曲率半径99

第5章 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的强度计算100

5.1 锥齿轮和准双曲面齿轮的受力分析100

5.2 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的强度校核方法103

5.2.1 接触强度的计算安全系数103

5.2.2 抗弯强度的计算安全系数113

5.3 摆线齿锥齿轮的强度校核算例121

5.3.1 摆线齿锥齿轮强度校核的原始参数121

5.3.2 摆线齿锥齿轮的切向力及载荷系数122

5.3.3 摆线齿锥齿轮的齿面接触强度校核125

5.3.4 摆线齿锥齿轮的抗弯强度校核126

5.4 摆线齿准双曲面齿轮的强度校核算例128

5.4.1 摆线齿准双曲面齿轮强度校核的原始参数128

5.4.2 摆线齿准双曲面齿轮的切向力及载荷系数129

5.4.3 摆线齿准双曲面齿轮的接触强度校核132

5.4.4 摆线齿准双曲面齿轮的抗弯强度校核134

第6章 克林根贝尔格摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮加工137

6.1 克林根贝尔格摆线齿锥齿轮铣齿机137

6.2 克林根贝尔格铣齿刀具139

6.2.1 双层万能刀盘139

6.2.2 硬齿面刮削刀盘140

6.3 “克”制摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮铣齿调整计算147

6.3.1 冠轮参考点齿线方向法曲率的修正量148

6.3.2 外刀回转中心偏距154

6.3.3 刀位偏心角τ和刀盘安装角159

6.3.4 垂直轮位、轮位和床位160

6.3.5 参考点轮齿测量尺寸163

6.3.6 切入、展成起始和终止摇台角164

6.3.7 刀齿的垫片厚度170

6.3.8 铣齿机交换齿轮比和切削用量173

6.3.9 刀具和铣齿机调整参数174

6.3.10 齿面接触区位置的调整175

第7章 奥利康铣齿机和铣齿刀具180

7.1 奥利康铣齿机180

7.1.1 奥利康刀倾铣齿机180

7.1.2 奥利康无刀倾六轴数控铣齿机182

7.1.3 奥利康刀倾铣齿机的调整参数183

7.2 奥利康铣齿刀具185

7.2.1 刀盘结构185

7.2.2 FS标准刀盘的主要尺寸186

7.2.3 奥利康铣刀半径修正和刀具齿形角初值190

7.2.4 刀盘主要参数计算的算例194

7.2.5 刀齿在刀盘上的安装尺寸196

7.2.6 T0面上外刀和内刀宽200

7.2.7 外刀和内刀切削刃有效尺寸205

7.2.8 中刀参数207

7.2.9 中刀参数算例215

7.2.10 刀盘切向半径的许用最小和最大值219

7.2.11 刀盘半径的修正219

第8章 奥利康锥齿轮及准双曲面齿轮的刀倾全展成铣齿调整计算221

8.1 奥利康铣齿调整计算的特点221

8.2 轮坯安装定位参数221

8.2.1 加工准双曲面齿轮的轮坯定位参数221

8.2.2 加工摆线齿锥齿轮的轮坯定位参数225

8.3 刀倾全展成法铣齿的产形面226

8.3.1 坐标系的选择及坐标变换226

8.3.2 产形面∑j及其曲率参数228

8.4 产形面参考点处的压力角和螺旋角232

8.4.1 参考点M处产形面的参数232

8.4.2 参考点M处产形面∑j的压力角和螺旋角233

8.5 产形面参考点处齿线方向和齿廓方向的曲率参数234

8.6 刀盘安装参数和刀具齿形角的修正234

8.6.1 刀盘安装参数和刀具齿形角修正量计算235

8.6.2 刀盘安装参数和齿形角修正量算例236

8.7 啮合齿面的相对曲率参数和瞬时接触椭圆244

8.7.1 锥齿轮齿面参考点的相对曲率参数244

8.7.2 准双曲面齿轮齿面参考点的曲率参数245

8.7.3 齿面参考点的瞬时接触椭圆246

8.8 刀倾、刀转和刀位偏心角248

8.8.1 回转式刀倾机构248

8.8.2 刀倾转角和附加刀转角250

8.8.3 刀盘安装参数修正之后参考点和刀盘中心的位置250

8.8.4 刀倾方向和刀位偏心角252

8.8.5 刀转角254

8.9 轮位和床位255

8.10 展成起始和终止摇台角256

8.11 刀倾全展成法铣齿调整参数算例258

8.12 刀倾后的刀盘干涉和二次切削265

8.12.1 刀盘无干涉的条件265

8.12.2 刀盘干涉检查265

8.12.3 刀倾之后刀盘干涉检查算例269

8.13 齿面接触区位置的调整272

第9章 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的刀倾半展成铣齿调整计算276

9.1 半展成法刀盘的主要参数276

9.2 轮坯安装定位参数278

9.2.1 大齿轮轮坯的安装定位参数278

9.2.2 小齿轮轮坯的安装定位参数279

9.2.3 轮坯安装角、根锥角和产形轮分锥角计算282

9.3 大轮齿面及其曲率参数283

9.3.1 大齿轮的齿面283

9.3.2 大轮齿面参考点处的压力角和螺旋角286

9.3.3 大轮齿面齿线方向和齿廓方向的曲率参数287

9.4 小齿轮的产形面及其曲率参数288

9.4.1 小齿轮的产形面288

9.4.2 产形轮参考点处的压力角和螺旋角288

9.5 刀位、轮坯安装角修正量及大轮齿面和产形面曲率参数计算289

9.5.1 计算公式和算例289

9.5.2 大齿轮和小齿轮的产形轮计算法的差别296

9.5.3 铣齿参数修正量迭代求解296

9.6 啮合齿面的相对曲率参数和瞬时接触椭圆299

9.6.1 小轮齿面的曲率参数299

9.6.2 大轮齿面接触点的瞬时接触椭圆299

9.7 齿轮的顶锥角和轮坯尺寸修正301

9.7.1 齿轮的顶锥角修正301

9.7.2 轮坯尺寸修正302

9.7.3 齿轮顶锥角和轮坯尺寸修正算例303

9.8 刀盘干涉和二次切削305

9.8.1 刀盘干涉检查305

9.8.2 刀盘干涉检查的算例307

9.9 刀倾半展成铣齿调整计算308

9.9.1 无展成切入法大轮铣齿调整计算308

9.9.2 对偶法展成小齿轮的铣齿调整计算312

9.9.3 刀倾半展成法铣齿调整参数和刀具主要参数320

第10章 摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的齿面接触分析322

10.1 切齿啮合分析322

10.1.1 摇台与轮坯的相对位置322

10.1.2 “奥”制刀倾全展成法切齿啮合分析323

10.1.3 “克”制全展成法切齿啮合分析326

10.1.4 “奥”制刀倾半展成法切齿啮合分析327

10.2 齿面接触分析328

10.2.1 齿面上的接触迹线329

10.2.2 瞬时传动比和运动误差330

10.2.3 齿面的接触区330

10.2.4 齿面上接触迹线和接触区图形331

10.3 齿面接触分析算例332

10.3.1 “克”制摆线齿锥齿轮齿面接触分析算例332

10.3.2 “克”制摆线齿准双曲面齿轮齿面接触分析算例335

10.3.3 “奥”制全展成准双曲面齿轮齿面接触分析算例336

10.3.4 “奥”制半展成准双曲面齿轮齿面接触分析算例338

10.3.5 算例分析341

附录343

附录A 矢量回转343

A.1 圆矢量函数和球矢量函数343

A.2 回转矩阵344

附录B 坐标变换346

B.1 矢量的坐标变换346

B.2 点的坐标变换347

B.3 两种坐标变换方法347

B.4 坐标变换算例348

附录C 矢量回转和坐标变换的综合应用350

参考文献351