齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)

前言

《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》在2005年出版以后，廣大讀者普遍認(rèn)為這是一冊(cè)內(nèi)容實(shí)用、可靠、標(biāo)準(zhǔn)新、資料全、查閱方便的工具書，2007年獲得了第九屆中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)優(yōu)秀科技圖書獎(jiǎng)。 《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》第一版出版已5年多，新的標(biāo)準(zhǔn)和資料更新很快，為了便于查閱，手冊(cè)的編寫形式也要有所改進(jìn)，因此及時(shí)修訂本手冊(cè)就很有必要。手冊(cè)第二版的修訂要點(diǎn)如下。 1保持第一版的架構(gòu)（各章的順序和主要內(nèi)容）、特色和讀者對(duì)象不變。 2采用最新（至2009年）的我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB）。 3刪除和更新了第一版中部分重復(fù)、過時(shí)和過于理論性的內(nèi)容，使手冊(cè)的字?jǐn)?shù)減少五分之一，內(nèi)容更趨實(shí)用。 4全手冊(cè)的內(nèi)容盡可能表格化，便于讀者查閱。 本手冊(cè)由朱孝錄（北京科技大學(xué)）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(xué)）、張民安（鄭州機(jī)械研究所）、楊福興（北京郵電大學(xué)）；第3章，張光輝（重慶大學(xué)）、樊智敏（青島科技大學(xué)）、厲海祥（武漢理工大學(xué)）；第4章，王鐵（太原理工大學(xué)）；第5章，董學(xué)朱（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)）；第6章，沈蘊(yùn)方（北京科技大學(xué)）；第7章，李力行、何衛(wèi)東（均為大連交通大學(xué)）、李欣（美國(guó)馬里蘭大學(xué)）、葉慶泰（上海交通大學(xué)）；第8章，王培（西安重型機(jī)械研究所）、蔣玉濱（東風(fēng)汽車制造廠）、王永建（陜西航信機(jī)械設(shè)備制造有限公司）；第9章，吳曉鈴（鄭州大學(xué)）、袁麗娟（華北水利學(xué)院）；第10章，陳國(guó)民、張照智、顧敏（均為鄭州機(jī)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(xué)）。     本手冊(cè)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(cè)中難免有疏漏之處，敬請(qǐng)廣大讀者不吝指正為盼。

內(nèi)容概要

本手冊(cè)立足于齒輪及其傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的全局，將通用機(jī)械和重型機(jī)械齒輪（一般工業(yè)齒輪）的設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)，內(nèi)容包括漸開線圓柱齒輪、圓弧圓柱齒輪、錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪、蝸桿蝸輪、動(dòng)軸輪系齒輪傳動(dòng)以及減（增）速器的設(shè)計(jì)等。此外，齒輪的潤(rùn)滑和內(nèi)在品質(zhì)（材料和熱處理）設(shè)計(jì)以及齒輪工程圖樣中的技術(shù)要求等都分別單獨(dú)成章，詳細(xì)闡述。手冊(cè)編者均有數(shù)十年齒輪設(shè)計(jì)和研究的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)容實(shí)用可靠，資料完整、準(zhǔn)確，所有設(shè)計(jì)實(shí)例均經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)；標(biāo)準(zhǔn)新，均采用了最新的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；表格化的編排風(fēng)格，簡(jiǎn)明便查。     本手冊(cè)為機(jī)械常規(guī)設(shè)計(jì)工具書，適用于機(jī)械設(shè)計(jì)人員查閱和參考，也可作為高等院校機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)的參考書。

作者簡(jiǎn)介

朱孝錄，國(guó)內(nèi)齒輪技術(shù)專家

書籍目錄

齒輪的幾何要素代號(hào)標(biāo)記法 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)常用關(guān)系式 第1章　齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)總論 　1.1　齒輪傳動(dòng)的分類 　1.2　各類齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、性能和選用原則 　　1.2.1　各類齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)、性能和應(yīng)用 　　1.2.2　齒輪傳動(dòng)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(yīng)用范圍及特點(diǎn) 　1.4　影響齒輪承載能力諸因素的量級(jí)估計(jì) 　1.5　安全系數(shù)的選擇 　1.6　齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)任務(wù)書 　　1.6.1　傳動(dòng)裝置的參數(shù)設(shè)計(jì) 　　1.6.2　齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)書 　1.7　齒輪及其傳動(dòng)裝置的標(biāo)準(zhǔn)化 　附錄 　　1.齒輪及其傳動(dòng)裝置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 　　2.齒輪及其傳動(dòng)裝置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）標(biāo)準(zhǔn) 　　3.齒輪及其傳動(dòng)裝置美國(guó)齒輪制造商協(xié)會(huì)（AGMA）標(biāo)準(zhǔn)（即美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，ANSI） 　參考文獻(xiàn) 第2章　漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 　2.1　基本齒廓及模數(shù)系列 　　2.1.1　通用機(jī)械和重型機(jī)械用圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)基本齒條齒廓 　　2.1.2　通用機(jī)械和重型機(jī)械用圓柱齒輪模數(shù) 　2.2　漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸和特性參數(shù)計(jì)算 　　2.2.1　標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 　　2.2.2　變位圓柱齒輪傳動(dòng)概述和變位系數(shù)的選擇 　　2.2.3　外嚙合變位圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 　　2.2.4　內(nèi)嚙合變位圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 　　2.2.5　漸開線圓柱齒輪的齒厚測(cè)量計(jì)算 　　2.2.6　漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算實(shí)例 　2.3　齒輪的損傷與失效 　　2.3.1　齒輪損傷、失效與齒輪設(shè)計(jì) 　　2.3.2　齒輪失效判據(jù) 　2.4　漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算 　　2.4.1　輪齒受力計(jì)算 　　2.4.2　齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 　　2.4.3　齒輪材料選擇概要 　　2.4.4　齒輪傳動(dòng)主要尺寸參數(shù)的初步確定 　　2.4.5　漸開線圓柱齒輪疲勞承載能力計(jì)算 　　2.4.6　在變載荷下工作的齒輪強(qiáng)度計(jì)算 　　2.4.7　齒輪靜強(qiáng)度校核計(jì)算 　　2.4.8　開式齒輪強(qiáng)度計(jì)算的特點(diǎn) 　2.5　漸開線齒輪齒面膠合承載能力計(jì)算 　　2.5.1　膠合承載能力校核計(jì)算基本公式 　　2.5.2　各計(jì)算參數(shù)確定 　　2.5.3　膠合承載能力計(jì)算示例 　　2.5.4　錐齒輪膠合承載能力的計(jì)算特點(diǎn) 　2.6　圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 　2.7　高速齒輪傳動(dòng)及輪齒修形 　　2.7.1　高速齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)特點(diǎn) 　　2.7.2　輪齒修形 　2.8　齒輪精度設(shè)計(jì) 　　2.8.1　齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)適用范圍 　　2.8.2　齒輪偏差的定義及代號(hào) 　　2.8.3　齒輪精度等級(jí)及其選擇 　　2.8.4　齒輪檢驗(yàn) 　　2.8.5　齒輪坯 　　2.8.6　表面結(jié)構(gòu)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(diǎn) 　　2.8.9　側(cè)隙 　　2.8.10　圖樣標(biāo)注 　　2.8.11　采用GB/T 10095.1與GB/T 10095.2兩項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注意的問題 　　2.8.12　新舊標(biāo)準(zhǔn)的差異 　參考文獻(xiàn) 第3章　其他漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 第4章　圓弧齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 第5章　錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2 第6章　蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 第7章　動(dòng)軸輪系齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 第8章　減（增）速器設(shè)計(jì) 第9章　齒輪傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑設(shè)計(jì) 第10章　齒輪內(nèi)在品質(zhì)設(shè)計(jì) 第11章　齒輪傳動(dòng)工程圖樣中的技術(shù)要求和技術(shù)條件 第12章　齒輪傳動(dòng)裝置的藝術(shù)造型設(shè)計(jì)

章節(jié)摘錄

插圖：(5)傳動(dòng)效率對(duì)于小功率、間隙運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)效率的高低一般不太被人注意；但對(duì)于大功率、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)效率對(duì)能源的消耗和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的影響就舉足輕重了。此外，傳動(dòng)效率低，傳動(dòng)裝置的發(fā)熱量就大，溫度就高，這對(duì)齒輪傳動(dòng)裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)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(dòng)裝置承載能力的充分發(fā)揮。因此，傳動(dòng)效率的高低在選用齒輪傳動(dòng)裝置時(shí)必須注意。(6)外廓尺寸(重量)在相同的傳動(dòng)功率、速度和傳動(dòng)比的條件下，采用不同類型的齒輪傳動(dòng)裝置，其外廓尺寸(重量)可以相差很大。單級(jí)的行星齒輪傳動(dòng)，由于有多對(duì)齒嚙合傳動(dòng)，因此其外廓尺寸(重量)要比單級(jí)外嚙合圓柱齒輪傳動(dòng)減小30％～50％；而諧波齒輪傳動(dòng)也是各類齒輪傳動(dòng)中外廓尺寸(重量)較小的一種齒輪傳動(dòng)形式。(7)環(huán)境條件齒輪傳動(dòng)是一種輪齒嚙合傳動(dòng)，即使在理想的齒輪制造精度條件下，由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不可避免的輪齒變形和軸、支承的變形的影響，齒輪傳動(dòng)仍會(huì)出現(xiàn)污染環(huán)境的振動(dòng)和噪聲。但是，各類齒輪傳動(dòng)由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，在相同的條件下，產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲的強(qiáng)弱有很大的差別。例如錐齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)同為角度傳動(dòng)，但在相同條件(功率、速度和傳動(dòng)比等)下，蝸桿傳動(dòng)要比錐齒輪傳動(dòng)安靜得多。采用高精度的錐齒輪傳動(dòng)，雖然可以降低振動(dòng)和噪聲，但其經(jīng)濟(jì)性將大打折扣。(8)經(jīng)濟(jì)性齒輪傳動(dòng)裝置的初始費(fèi)用主要決定于價(jià)格，這是在選用齒輪傳動(dòng)類型時(shí)必須考慮的經(jīng)濟(jì)因素。通常，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工的齒輪傳動(dòng)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(dòng)軸輪系齒輪傳動(dòng)，如行星齒輪傳動(dòng)、少齒差齒輪傳動(dòng)、諧波齒輪傳動(dòng)等，雖然具有一系列優(yōu)點(diǎn)，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或要使用專用加工機(jī)床等，因而其制造費(fèi)用必然較高。因此，在選用齒輪傳動(dòng)類型時(shí)，要仔細(xì)衡量技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的合理統(tǒng)一。在實(shí)際的齒輪傳動(dòng)類型選用過程中，以上幾方面要求都同時(shí)得到滿足是不容易的，因?yàn)橛行┮罂赡芟嗷ッ?、相互制約。例如要求結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小，則選用動(dòng)軸齒輪傳動(dòng)(行星齒輪傳動(dòng)、少齒差齒輪傳動(dòng)、諧波齒輪傳動(dòng)等)比較合適，但其制造費(fèi)用要比定軸齒輪傳動(dòng)高得多。再如選用蝸桿傳動(dòng)能減少振動(dòng)和噪聲，制造費(fèi)用也低，但其傳動(dòng)效率低，能源消耗大，日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。因此，在選擇齒輪傳動(dòng)類型時(shí)，要根據(jù)機(jī)器工況、技術(shù)要求，考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的合理性，對(duì)可能適用的多種齒輪傳動(dòng)類型，從以上各方面進(jìn)行細(xì)致的分析對(duì)比，必要時(shí)還要進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算處理，以期選擇最佳的齒輪傳動(dòng)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(shí)施見表1-2。1．3．1．1  滾切法(包絡(luò)切削法)滾切法的刀具除了作切削運(yùn)動(dòng)(滾、插、銑、剃、磨等運(yùn)動(dòng))和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以外，還相對(duì)于被加工的齒輪Z1作滾動(dòng)(范成運(yùn)動(dòng))，其情況如同一個(gè)與z1嚙合的齒輪Z2(例如一個(gè)齒條)。因此，刀具必須相應(yīng)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(gè)齒的齒廓形狀。而z1的齒廓就是由刀具齒廓的包絡(luò)而形成的。滾切法的主要優(yōu)點(diǎn)是：只要一把刀具，就可以加工出模數(shù)相同的任意齒數(shù)和任意變位量的齒輪。當(dāng)分開加工左側(cè)齒廓和右側(cè)齒廓時(shí)，例如在用Maag機(jī)床磨削輪齒或加工錐齒輪時(shí)，甚至只用一把刀具，就可以在一定的模數(shù)范圍內(nèi)加工任意齒數(shù)的齒輪。

編輯推薦

《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2版)》全面介紹了各種齒輪傳動(dòng)的技術(shù)資料、計(jì)算方法和計(jì)算實(shí)例，由國(guó)內(nèi)知名的齒輪專家合作編寫，資料詳實(shí)、表格化編排風(fēng)格、簡(jiǎn)明便查。

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