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原理篇3

第1章 绪论3

1.1 环面蜗杆的发展概况3

1.2 环面蜗杆传动的基本原理6

1.2.1 环面蜗杆的形成6

1.2.2 环面蜗杆的修型8

1.2.3 环面蜗杆传动的特点10

1.3 环面蜗杆传动的分类13

1.4 环面蜗杆的几何要素代号及名词术语16

第2章 啮合原理基础29

2.1 矢量运算29

2.1.1 矢量29

2.1.2 矢量的加减法30

2.1.3 矢量与数量的乘积31

2.1.4 矢量的数积31

2.1.5 矢量的矢积32

2.1.6 矢量的混合积和二重矢积33

2.1.7 矢量函数35

2.1.8 矢量函数的导数40

2.2 矩阵及坐标变换41

2.2.1 矩阵简介41

2.2.2 矩阵的运算43

2.2.3 直角坐标系的平移变换47

2.2.4 直角坐标系的旋转变换50

2.2.5 直角坐标系的复合变换56

2.2.6 空间交错轴的坐标变换58

2.3 曲线和曲面60

2.3.1 空间曲线和曲面60

2.3.2 空间曲线的切线和法平面62

2.3.3 空间曲面的切平面和法线66

2.4 共轭曲面及诱导法曲率71

2.4.1 共轭曲面71

2.4.2 包络面的求法75

2.4.3 包络面上的界限线77

2.4.4 二次接触现象79

2.4.5 空间共轭曲面的相对运动速度81

2.4.6 诱导法曲率84

第3章 环面蜗杆的成形原理87

3.1 环面蜗杆的基本形式87

3.2 基本环面蜗杆的成形原理88

3.2.1 坐标系的设置88

3.2.2 坐标系的变换89

3.2.3 基本蜗杆的齿面方程90

3.2.4 环面蜗杆的几何参数92

3.3 蜗轮齿面的成形原理94

3.3.1 蜗轮齿面方程95

3.3.2 蜗轮齿面接触线的方程96

3.3.3 接触线的求法99

3.4 原始型环面蜗杆与蜗轮的齿面结构102

3.4.1 原始型环面蜗杆的齿面结构102

3.4.2 蜗杆齿面上的界限线103

3.4.3 蜗杆齿厚的计算105

3.4.4 原始型传动蜗轮的齿面结构107

3.4.5 蜗轮齿面上的界限线107

3.5 环面蜗杆的修型原理108

3.5.1 环面蜗杆修型问题的提出108

3.5.2 修型原理基础109

3.5.3 环面蜗杆修型原理的数学表达式113

3.5.4 曲率修型原理117

3.5.5 环面蜗杆的曲率方程及法曲率118

3.5.6 曲率修型曲线122

3.5.7 曲率修型原理的应用123

3.5.8 修型规律对接触线的影响125

第4章 直线包络环面蜗杆的修型传动4.1 修型变量与修型量的关系131

4.1.1 中心距增量与修型量的关系131

4.1.2 工作台横向位移增量与修型量的关系136

4.1.3 传动比修型增量与修型量的关系138

4.2 倒坡修型139

4.2.1 传动比变位倒坡修型140

4.2.2 中心距变位倒坡修型141

4.2.3 中心距变位和轴向偏移复合修型142

4.2.4 倒坡修型的计算实例143

4.3 对称修型145

4.3.1 对称修型参数的计算公式145

4.3.2 对称修型蜗杆和蜗轮齿面的表达式149

4.3.3 对称修型的优化151

4.3.4 对称修型的计算实例154

4.4 变参数修型158

4.4.1 变传动比修型158

4.4.2 变中心距修型160

4.4.3 变参数修型的实现166

4.5 抛物线修型168

4.5.1 抛物线修型的计算公式168

4.5.2 抛物线修型的计算实例170

4.6 曲率修型172

4.6.1 曲率修型的计算公式172

4.6.2 曲率修型接触线的优化174

4.6.3 曲率修型的实现176

4.6.4 曲率修型的计算实例177

4.7 直线包络环面蜗杆副的诱导法曲率182

4.8 蜗杆参数对啮合性能的影响191

4.8.1 修型规律对啮合性能的影响191

4.8.2 修型量对啮合性能的影响193

4.8.3 修型量极小值点的影响194

4.8.4 传动比对啮合性能的影响195

4.8.5 蜗杆几何参数对啮合性能的影响196

4.9 修型传动啮合状况的深入讨论200

4.9.1 接触线与蜗轮齿面的位置关系200

4.9.2 修型前后蜗轮齿面接触线的移动变化201

4.9.3 接触线存在蜗轮齿面上的判别方法202

4.10 “直线包络环面蜗杆优化设计程序”简介216

第5章 平面包络环面蜗杆传动266

5.1 平面包络环面蜗杆的成形原理266

5.1.1 一次包络的坐标设置266

5.1.2 平面包络环面蜗杆的齿面方程266

5.2 平面包络环面蜗杆270

5.2.1 平面包络环面蜗杆的修型曲线270

5.2.2 蜗杆参数对修型曲线的影响279

5.2.3 平面包络环面蜗杆齿厚的计算280

5.2.4 平面包络环面蜗杆的实际齿形角285

5.2.5 蜗杆主要参数对齿顶变尖的影响288

5.2.6 平面包络环面蜗杆的根切293

5.2.7 蜗杆参数对根切的影响296

5.2.8 减小和避免根切的措施299

5.2.9 蜗杆齿面的螺旋升角300

5.3 平面蜗轮传动301

5.3.1 平面蜗轮齿面上的接触线301

5.3.2 平面蜗轮齿面上的界限线305

5.3.3 蜗杆参数对接触线的影响307

5.3.4 平面蜗轮副参数的选取原则311

5.4 平面包络环面蜗杆的二次包络312

5.4.1 平面包络环面蜗杆的二次包络过程312

5.4.2 二次包络蜗轮齿面的方程314

5.4.3 典型传动平面包络环面蜗杆副蜗轮的齿面结构317

5.4.4 蜗轮齿面上的界限线320

5.4.5 蜗轮齿面上的非工作区322

5.4.6 蜗杆参数对接触线的影响323

5.5 平面包络环面蜗杆的修型传动326

5.5.1 平面包络环面蜗杆的修型与修型参数326

5.5.2 平面包络环面蜗杆的变位修型330

5.5.3 平面包络环面蜗杆的变中心距修型335

5.5.4 平面包络环面蜗杆的变传动比修型349

5.5.5 平面包络环面蜗杆的变β角修型357

5.5.6 平面包络环面蜗杆修型效果的讨论369

5.5.7 平面包络环面蜗杆修型的要点373

5.5.8 平面包络环面蜗杆修型传动的实例376

5.6 平面包络环面蜗杆副的诱导法曲率379

第6章 环面蜗杆副参数的设计计算6.1 环面蜗杆副参数设计的原则398

6.1.1 环面蜗杆副的参数398

6.1.2 参数设计的原则398

6.1.3 关于设计原则的讨论400

6.2 环面蜗杆副几何参数的选取400

6.2.1 环面蜗杆副参数的选取方法400

6.2.2 环面蜗杆副几何参数的计算实例407

6.3 环面蜗杆副参数的优化设计410

6.3.1 复合形法411

6.3.2 优化变量412

6.3.3 优化目标函数413

6.3.4 平面包络环面蜗杆副的优化设计416

6.3.5 优化设计程序的编制要点419

6.3.6 平面包络环面蜗杆传动优化设计程序——“环光软件”简介420

6.4 环面蜗杆的数字仿真455

6.4.1 环面蜗杆数字仿真简介455

6.4.2 环面蜗杆仿真数学模型的建立455

6.4.3 环面蜗杆的数字三维模型461

6.4.4 环面蜗杆仿真程序的编制462

6.4.5 环面蜗杆数字仿真的校验468

6.4.6 环面蜗杆数字仿真技术的意义471

制造篇475

第7章 环面蜗杆加工专用机床475

7.1 环面蜗杆专用机床的工作原理475

7.1.1 环面蜗杆专用机床的加工对象及主要工艺475

7.1.2 专用机床的主运动476

7.1.3 专用机床的辅助运动476

7.1.4 环面蜗杆加工机床的类型478

7.2 车床型环面蜗杆专用加工机床479

7.2.1 车床的基本情况479

7.2.2 改造的总体方案479

7.2.3 传动系统的改造方案480

7.2.4 差动箱设计方案484

7.2.5 回转工作台的设计方案488

7.2.6 床头箱与尾架的增高垫块490

7.2.7 中心距测量装置491

7.2.8 主轴的换向机构493

7.2.9 车刀刀尖半径测量装置495

7.3 滚齿机型专用加工机床495

7.3.1 滚齿机的基本情况495

7.3.2 改造的总体方案496

7.3.3 主传动变速箱498

7.3.4 刀架499

7.3.5 圆周进给装置505

7.3.6 车削齿顶圆弧的方法507

7.3.7 自动工作循环和中心距测量装置509

第8章 蜗杆加工的工装及刀具513

8.1 车削用刀盘和刀座513

8.1.1 刀盘513

8.1.2 刀座516

8.2 车刀518

8.2.1 齿顶圆弧车刀518

8.2.2 中间切槽车刀518

8.2.3 齿面车刀521

8.3 铣削动力头和铣刀522

8.3.1 铣削动力头523

8.3.2 铣刀525

8.3.3 铣削动力头用车刀盒527

8.4 旋转式平面砂轮磨头528

8.4.1 旋转式平面砂轮磨头的结构529

8.4.2 旋转式平面砂轮磨头的调整原理532

8.5 摆动式平面砂轮磨头537

8.5.1 摆动式磨头的原理537

8.5.2 摆动式磨头的结构537

8.5.3 摆动式磨头的调整541

8.6 磨头的设计要点543

8.6.1 磨头的选型543

8.6.2 磨头规格的选择544

8.6.3 选择合理的结构544

8.7 砂轮545

第9章 蜗轮加工刀具547

9.1 飞刀547

9.1.1 单齿飞刀547

9.1.2 双齿飞刀549

9.1.3 多齿飞刀551

9.2 滚刀552

9.2.1 环面蜗杆滚刀的种类与结构552

9.2.2 滚刀刀齿部分的设计计算554

9.2.3 整体式滚刀557

9.2.4 镶片式滚刀561

9.3 镶齿式滚刀562

9.3.1 镶齿式滚刀的种类与结构563

9.3.2 锥销定位镶齿滚刀的设计计算568

9.4 整体滚刀的加工制造578

9.4.1 滚刀的粗加工578

9.4.2 整体式滚刀的热处理580

9.4.3 滚刀的精加工580

9.4.4 直线包络环面滚刀刀齿的刃磨581

9.4.5 平面包络环面滚刀刀齿的刃磨584

9.5 镶齿滚刀的制造584

9.5.1 刀体的制作584

9.5.2 刀齿的制作595

9.5.3 直线包络滚刀刀齿的刃磨598

9.5.4 平面包络滚刀刀齿的刃磨601

9.5.5 滚刀的保管和维护604

9.6 蜗轮的精加工刀具604

9.6.1 蜗轮剃刀604

9.6.2 珩磨蜗杆605

9.6.3 剃齿与珩磨的比较606

9.7 环面滚刀CAD607

9.7.1 环面滚刀CAD的功能607

9.7.2 滚刀CAD程序的编制608

9.7.3 滚刀CAD程序的应用效果608

第10章 平面包络环面蜗杆磨削余量的均化10.1 包络法与传统对称修型法617

10.1.1 包络法均化617

10.1.2 传统对称修型法618

10.2 分段均化法619

10.2.1 分段均化法的原理619

10.2.2 均化参数的计算620

10.2.3 分段均化法的加工步骤622

10.2.4 均化铣刀624

10.2.5 分段均化法的效果625

10.3 综合修型均化法626

10.3.1 综合修型均化法的原理626

10.3.2 综合修型均化参数的计算627

10.3.3 均化参数的优化629

10.3.4 综合修型均化的加工过程632

10.3.5 计算实例632

10.4 平面包络环面蜗杆均化方法的选用637

第11章 环面蜗杆副的制造工艺638

11.1 蜗杆的加工工艺638

11.1.1 蜗杆加工的工艺流程638

11.1.2 蜗杆的车削加工640

11.1.3 蜗杆的铣削加工652

11.1.4 蜗杆的磨削加工660

11.1.5 多头蜗杆的加工670

11.1.6 倒坡修缘678

11.1.7 齿面的研磨和光整加工681

11.1.8 钳工修整工序682

11.1.9 提高蜗杆加工精度的措施683

11.1.10 环面蜗杆加工工艺卡684

11.2 蜗轮的加工工艺688

11.2.1 蜗轮的制造工艺流程688

11.2.2 蜗轮的齿部加工689

11.2.3 平面蜗轮的加工698

11.2.4 蜗轮齿槽残留三角形的清除708

11.2.5 蜗轮加工工艺卡711

11.3 蜗轮与蜗杆的对研检查712

11.3.1 对研的设备及方法712

11.3.2 对研的结果及处理方法714

11.4 环面蜗杆副的装配与跑合723

11.4.1 蜗轮蜗杆相对位置的调整723

11.4.2 轴承间隙的调整730

11.4.3 蜗杆副的跑合732

11.4.4 齿侧间隙的检测734

11.5 环面蜗杆副的加工精度735

11.5.1 环面蜗杆传动精度的定义及代号736

11.5.2 环面蜗杆传动的精度等级743

11.5.3 环面蜗杆传动精度的检测746

11.5.4 齿坯的精度公差748

11.5.5 蜗杆副加工工艺参数公差及极限偏差748

第12章 环面蜗杆副的失效751

12.1 磨损751

12.1.1 齿面磨损的机理751

12.1.2 磨损产生的原因753

12.1.3 预防磨损的措施755

12.2 点蚀755

12.2.1 点蚀产生的机理755

12.2.2 点蚀产生的原因759

12.2.3 预防点蚀的措施761

12.3 断齿（折断）762

12.3.1 断齿产生的机理762

12.3.2 断齿产生的原因763

12.3.3 预防断齿的措施764

12.4 其它种类的失效形式765

12.4.1 塑性变形765

12.4.2 胶合765

12.5 环面蜗杆副的制造缺陷766

12.5.1 精度超差766

12.5.2 加工缺陷766

12.5.3 热处理缺陷767

12.5.4 毛坯缺陷767

第13章 环面蜗杆传动设计768

13.1 环面蜗杆副的强度计算768

13.1.1 环面蜗杆副的受力分析768

13.1.2 蜗杆副受力的计算772

13.1.3 蜗轮承载能力的计算778

13.2 环面蜗杆副的传动效率792

13.3 环面蜗杆副的许用功率793

13.4 环面蜗杆和蜗轮的常用材料798

13.5 环面蜗杆传动的结构设计799

13.5.1 环面蜗杆的结构设计799

13.5.2 蜗轮的结构设计800

13.5.3 轴承的组合形式802

13.5.4 减速箱体的结构设计802

13.6 环面蜗杆减速器806

13.6.1 环面蜗杆减速器的种类806

13.6.2 平面包络环面蜗杆副柔性传动装置813

13.6.3 减速器的润滑813

13.6.4 环面蜗杆减速器的使用和维护820

附录821

后记906

参考文献908