齒輪傳動設計手冊

前言

《齒輪傳動設計手冊》在2005年出版以后，廣大讀者普遍認為這是一冊內容實用、可靠、標準新、資料全、查閱方便的工具書，2007年獲得了第九屆中國石油和化學工業優秀科技圖書獎。 《齒輪傳動設計手冊》第一版出版已5年多，新的標準和資料更新很快，為了便于查閱，手冊的編寫形式也要有所改進，因此及時修訂本手冊就很有必要。手冊第二版的修訂要點如下。 1保持第一版的架構（各章的順序和主要內容）、特色和讀者對象不變。 2采用最新（至2009年）的我國國家標準（GB）和行業標準（JB）。 3刪除和更新了第一版中部分重復、過時和過于理論性的內容，使手冊的字數減少五分之一，內容更趨實用。 4全手冊的內容盡可能表格化，便于讀者查閱。 本手冊由朱孝錄（北京科技大學）任主編。參加各章編寫的人員如下：第1章，朱孝錄；第2章，朱孝錄、李威、王小群、邱麗芳（均為北京科技大學）、張民安（鄭州機械研究所）、楊福興（北京郵電大學）；第3章，張光輝（重慶大學）、樊智敏（青島科技大學）、厲海祥（武漢理工大學）；第4章，王鐵（太原理工大學）；第5章，董學朱（中國農業大學）；第6章，沈蘊方（北京科技大學）；第7章，李力行、何衛東（均為大連交通大學）、李欣（美國馬里蘭大學）、葉慶泰（上海交通大學）；第8章，王培（西安重型機械研究所）、蔣玉濱（東風汽車制造廠）、王永建（陜西航信機械設備制造有限公司）；第9章，吳曉鈴（鄭州大學）、袁麗娟（華北水利學院）；第10章，陳國民、張照智、顧敏（均為鄭州機械研究所）；第11章，朱孝錄；第12章，陳鍵、洪華、趙軍（均為北京科技大學）。     本手冊的編寫和修訂，雖然編者作了最大的努力，但由于編者的能力和水平有限，手冊中難免有疏漏之處，敬請廣大讀者不吝指正為盼。

內容概要

本手冊立足于齒輪及其傳動裝置設計的全局，將通用機械和重型機械齒輪（一般工業齒輪）的設計作為重點，內容包括漸開線圓柱齒輪、圓弧圓柱齒輪、錐齒輪和準雙曲面齒輪、蝸桿蝸輪、動軸輪系齒輪傳動以及減（增）速器的設計等。此外，齒輪的潤滑和內在品質（材料和熱處理）設計以及齒輪工程圖樣中的技術要求等都分別單獨成章，詳細闡述。手冊編者均有數十年齒輪設計和研究的實踐經驗，內容實用可靠，資料完整、準確，所有設計實例均經過實踐檢驗；標準新，均采用了最新的國家和行業標準；表格化的編排風格，簡明便查。     本手冊為機械常規設計工具書，適用于機械設計人員查閱和參考，也可作為高等院校機械工程專業學生進行畢業設計和課程設計的參考書。

作者簡介

朱孝錄，國內齒輪技術專家

書籍目錄

齒輪的幾何要素代號標記法 旋轉運動常用關系式 第1章　齒輪傳動設計總論 　1.1　齒輪傳動的分類 　1.2　各類齒輪傳動的特點、性能和選用原則 　　1.2.1　各類齒輪傳動的特點、性能和應用 　　1.2.2　齒輪傳動類型的選用原則 　1.3　齒輪輪齒加工 　　1.3.1　輪齒加工原理和方法 　　1.3.2　各種加工方法的應用范圍及特點 　1.4　影響齒輪承載能力諸因素的量級估計 　1.5　安全系數的選擇 　1.6　齒輪傳動設計步驟與設計任務書 　　1.6.1　傳動裝置的參數設計 　　1.6.2　齒輪傳動設計任務書 　1.7　齒輪及其傳動裝置的標準化 　附錄 　　1.齒輪及其傳動裝置國家標準和行業標準 　　2.齒輪及其傳動裝置國際標準化組織（ISO）標準 　　3.齒輪及其傳動裝置美國齒輪制造商協會（AGMA）標準（即美國國家標準，ANSI） 　參考文獻 第2章　漸開線圓柱齒輪傳動設計 　2.1　基本齒廓及模數系列 　　2.1.1　通用機械和重型機械用圓柱齒輪標準基本齒條齒廓 　　2.1.2　通用機械和重型機械用圓柱齒輪模數 　2.2　漸開線圓柱齒輪傳動的幾何尺寸和特性參數計算 　　2.2.1　標準圓柱齒輪傳動的幾何尺寸計算 　　2.2.2　變位圓柱齒輪傳動概述和變位系數的選擇 　　2.2.3　外嚙合變位圓柱齒輪傳動的幾何尺寸計算 　　2.2.4　內嚙合變位圓柱齒輪傳動的幾何尺寸計算 　　2.2.5　漸開線圓柱齒輪的齒厚測量計算 　　2.2.6　漸開線圓柱齒輪傳動幾何尺寸計算實例 　2.3　齒輪的損傷與失效 　　2.3.1　齒輪損傷、失效與齒輪設計 　　2.3.2　齒輪失效判據 　2.4　漸開線圓柱齒輪承載能力計算 　　2.4.1　輪齒受力計算 　　2.4.2　齒輪傳動設計參數的選擇 　　2.4.3　齒輪材料選擇概要 　　2.4.4　齒輪傳動主要尺寸參數的初步確定 　　2.4.5　漸開線圓柱齒輪疲勞承載能力計算 　　2.4.6　在變載荷下工作的齒輪強度計算 　　2.4.7　齒輪靜強度校核計算 　　2.4.8　開式齒輪強度計算的特點 　2.5　漸開線齒輪齒面膠合承載能力計算 　　2.5.1　膠合承載能力校核計算基本公式 　　2.5.2　各計算參數確定 　　2.5.3　膠合承載能力計算示例 　　2.5.4　錐齒輪膠合承載能力的計算特點 　2.6　圓柱齒輪的結構設計 　2.7　高速齒輪傳動及輪齒修形 　　2.7.1　高速齒輪傳動設計特點 　　2.7.2　輪齒修形 　2.8　齒輪精度設計 　　2.8.1　齒輪精度標準適用范圍 　　2.8.2　齒輪偏差的定義及代號 　　2.8.3　齒輪精度等級及其選擇 　　2.8.4　齒輪檢驗 　　2.8.5　齒輪坯 　　2.8.6　表面結構的影響 　　2.8.7　軸中心距和軸線平行度 　　2.8.8　輪齒接觸斑點 　　2.8.9　側隙 　　2.8.10　圖樣標注 　　2.8.11　采用GB/T 10095.1與GB/T 10095.2兩項新標準應注意的問題 　　2.8.12　新舊標準的差異 　參考文獻 第3章　其他漸開線圓柱齒輪傳動設計 第4章　圓弧齒圓柱齒輪傳動設計 第5章　錐齒輪和準雙曲面齒輪傳動設計2 第6章　蝸桿傳動設計 第7章　動軸輪系齒輪傳動設計 第8章　減（增）速器設計 第9章　齒輪傳動裝置的潤滑設計 第10章　齒輪內在品質設計 第11章　齒輪傳動工程圖樣中的技術要求和技術條件 第12章　齒輪傳動裝置的藝術造型設計

章節摘錄

插圖：(5)傳動效率對于小功率、間隙運轉的齒輪傳動，其傳動效率的高低一般不太被人注意；但對于大功率、連續運轉的齒輪傳動，其傳動效率對能源的消耗和運轉費用的影響就舉足輕重了。此外，傳動效率低，傳動裝置的發熱量就大，溫度就高，這對齒輪傳動裝置的正常運轉非常不利。蝸桿減速器和硬齒面齒輪減速器的熱功率往往限制了齒輪傳動裝置承載能力的充分發揮。因此，傳動效率的高低在選用齒輪傳動裝置時必須注意。(6)外廓尺寸(重量)在相同的傳動功率、速度和傳動比的條件下，采用不同類型的齒輪傳動裝置，其外廓尺寸(重量)可以相差很大。單級的行星齒輪傳動，由于有多對齒嚙合傳動，因此其外廓尺寸(重量)要比單級外嚙合圓柱齒輪傳動減小30％～50％；而諧波齒輪傳動也是各類齒輪傳動中外廓尺寸(重量)較小的一種齒輪傳動形式。(7)環境條件齒輪傳動是一種輪齒嚙合傳動，即使在理想的齒輪制造精度條件下，由于運轉時不可避免的輪齒變形和軸、支承的變形的影響，齒輪傳動仍會出現污染環境的振動和噪聲。但是，各類齒輪傳動由于結構上的特點，在相同的條件下，產生振動、噪聲的強弱有很大的差別。例如錐齒輪傳動和蝸桿傳動同為角度傳動，但在相同條件(功率、速度和傳動比等)下，蝸桿傳動要比錐齒輪傳動安靜得多。采用高精度的錐齒輪傳動，雖然可以降低振動和噪聲，但其經濟性將大打折扣。(8)經濟性齒輪傳動裝置的初始費用主要決定于價格，這是在選用齒輪傳動類型時必須考慮的經濟因素。通常，結構簡單、易于加工的齒輪傳動類型其制造成本必然較低，如漸開線圓柱齒輪、直齒錐齒輪、普通圓柱蝸桿等。而動軸輪系齒輪傳動，如行星齒輪傳動、少齒差齒輪傳動、諧波齒輪傳動等，雖然具有一系列優點，但由于結構復雜，或要使用專用加工機床等，因而其制造費用必然較高。因此，在選用齒輪傳動類型時，要仔細衡量技術指標和經濟性指標的合理統一。在實際的齒輪傳動類型選用過程中，以上幾方面要求都同時得到滿足是不容易的，因為有些要求可能相互矛盾、相互制約。例如要求結構緊湊，外廓尺寸小，則選用動軸齒輪傳動(行星齒輪傳動、少齒差齒輪傳動、諧波齒輪傳動等)比較合適，但其制造費用要比定軸齒輪傳動高得多。再如選用蝸桿傳動能減少振動和噪聲，制造費用也低，但其傳動效率低，能源消耗大，日常運轉費用高。因此，在選擇齒輪傳動類型時，要根據機器工況、技術要求，考慮技術、經濟的合理性，對可能適用的多種齒輪傳動類型，從以上各方面進行細致的分析對比，必要時還要進行優化計算處理，以期選擇最佳的齒輪傳動類型。1．3齒輪輪齒加工1．3．1輪齒加工原理和方法齒輪輪齒的加工原理和加工方法可分為三大類：滾切法、成形法和空間成形法。三類方法的具體實施見表1-2。1．3．1．1  滾切法(包絡切削法)滾切法的刀具除了作切削運動(滾、插、銑、剃、磨等運動)和進給運動以外，還相對于被加工的齒輪Z1作滾動(范成運動)，其情況如同一個與z1嚙合的齒輪Z2(例如一個齒條)。因此，刀具必須相應地具有z2的齒廓形狀，在極端的情況下，可以只具有Z2的一個齒的齒廓形狀。而z1的齒廓就是由刀具齒廓的包絡而形成的。滾切法的主要優點是：只要一把刀具，就可以加工出模數相同的任意齒數和任意變位量的齒輪。當分開加工左側齒廓和右側齒廓時，例如在用Maag機床磨削輪齒或加工錐齒輪時，甚至只用一把刀具，就可以在一定的模數范圍內加工任意齒數的齒輪。

編輯推薦

《齒輪傳動設計手冊(第2版)》全面介紹了各種齒輪傳動的技術資料、計算方法和計算實例，由國內知名的齒輪專家合作編寫，資料詳實、表格化編排風格、簡明便查。

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