《高速重载面齿轮啮合与制造技术》系统地介绍了新型面齿轮结构特点、加载啮合性能、动态润滑特征和面齿轮复杂高阶曲面数控加工方法。对高速重载面齿轮加载啮合性能进行深入分析;详细阐述了面齿轮动态特性和润滑特性,研究啮合、振动和润滑等问题对面齿轮齿面的影响;深入分析了面齿轮插齿、铣齿与磨齿的多轴数控加工展成过程,研究面齿轮修形方法、加工工艺、热处理及齿面激光熔覆等技术,探讨了高速重载面齿轮的相关试验方法。
本书可供从事机械设计和制造工程的技术人员和大专院校相关专业师生参考。
面齿轮传动是一种渐开线圆柱齿轮与锥齿轮相啮合的新型传动,相比通常的锥齿轮传动,采用面齿轮传动的齿轮传动系统具有体积小、重量轻、噪声低、承载能力高、可靠性高、寿命长等许多独特的优点。面齿轮将是现代动力传动系统的关键元件,它对航空发动机、直升机、坦克车辆、高性能汽车等装备的工作性能提升具有重要的影响,具有广泛的应用前景。高速重载面齿轮设计与制造一直被各发达国家所重视,是国家工业发展中的核心关键技术之一。随着国家对基础元件——齿轮的质量和性能的要求越来越高,如何通过简单构型的面齿轮结构实现提升传动效率和降低重量将是一个重要的科学问题。由于国外在高端面齿轮技术上是对我国进行封锁,所以高速重载面齿轮技术的研究对现代机械动力传动系统发展具有重要意义。
国外在面齿轮啮合理论方面进行了深入研究,开发了面齿轮加工专用机床,进行了面齿轮传动试验,并己将面齿轮成功应用于直升机主减速器和汽车中央差速器等装置中,有效降低了系统体积和重量,提升了传动质量。国内逐渐认识到面齿轮广阔的应用前景,开展了面齿轮齿形设计、啮合和强度性能分析、加工设备与加工工艺等方面的研究。尚未形成完整的面齿轮设计、制造、检测及试验体系,关键技术仍处于需要深入研究阶段,影响了面齿轮传动的工程化应用进程。
本书从微分几何和啮合原理入手,立足于实际工况与工程问题,考虑多种误差变形因素对面齿轮啮合性能的影响,落脚于面齿轮的加工工艺技术,以获得高可靠性的面齿轮为目的,对面齿轮知识体系进行了比较完整的论述,包含分析、设计、加工、检测以及试验等方面的内容,是对面齿轮传动的有益探索和发展。本书第1章对面齿轮传动特点及加工制造技术进行介绍;第2章对面齿轮加载接触性能、动态特性和润滑特征等进行分析,并基于啮合、振动和润滑综合性能对面齿轮参数进行优化;第3章对面齿轮插齿加工方法进行介绍,并通过调整机床参数实现对面齿轮的修形加工;第4章论述了面齿轮铣刀设计方法与数控铣齿加工方法,分析了刀具、安装等误差对面齿轮结构及啮合性能的影响;第5章详细讨论了面齿轮磨齿加工与砂轮修整方法;第6章针对面齿轮齿顶变尖及齿根根切的结构特点,对面齿轮磨珩复合加工方法、热处理工艺和激光熔覆加工方法进行介绍;第7章论述了面齿轮精度检测方法、啮合性能试验及动态强度相似试验方法。
面齿轮设计与制造技术所涉及多个不同学科知识领域。本书是作者十几年从事面齿轮设计、加工、装备、试验等工作研究成果的总结,也是对作者所承担的多项国防项目、装备预研重点基金项目、航空科学基金、国家863项目等共性技术问题研究成果的总结。在新型面齿轮传动技术研究过程中,作者不断能感受科学在日益发展与个人力量之渺小,需要不断去学习、求真、研究。
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前言
第1章 高速重载面齿轮传动概述
1.1 面齿轮传动特点
1.2 面齿轮啮合与性能研究
1.3 面齿轮加工技术
1.4 面齿轮检测技术
1.5 面齿轮工程应用
本章小结
第2章 复杂工况下的高速重载面齿轮啮合行为
2.1 复杂工况分析
2.2 面齿轮齿面方程
2.2.1 刀具齿面方程
2.2.2 传动坐标系的建立
2.2.3 正交面齿轮齿面方程
2.2.4 面齿轮过渡曲面方程
2.2.5 面齿轮不发生
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