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出版者:机械工业出版社

作者:邢子文

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2000-8-1

价格:21.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111080893

丛书系列:

图书标签:

• 电气
• 压缩机
• 螺杆压缩机
• 制冷
• 空调
• 机械工程
• 工业设备
• 能源
• 技术
• 设备维护
• 工程技术

《齿轮传动设计与优化》 图书简介 内容聚焦： 本书深入剖析了机械传动领域中至关重要的齿轮传动系统，涵盖了从基础理论到先进设计、优化方法及实际应用的全过程。重点关注斜齿圆柱齿轮、人字齿轮、蜗轮蜗杆以及行星齿轮系的理论分析、强度校核、噪声与振动控制，并结合现代制造公差与装配要求，提供了全面的设计指导手册。 第一章 齿轮传动基础理论 本章奠定了理解齿轮传动的理论基石。详细阐述了齿轮的基本几何参数（如齿顶高、齿根高、齿厚、法向和端面模数），纯滚动条件下的瞬时速度关系，以及啮合角（压力角）对齿廓形状和传递性能的影响。重点分析了标准直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算方法。对于斜齿轮，深入讨论了螺旋角对重合度、轴向力的影响，以及如何通过改变螺旋角优化传动平稳性和噪声特性。此外，本章还引入了齿轮加工误差对传动质量的影响模型，为后续的优化设计打下基础。 第二章 齿轮强度计算与失效分析 强度是衡量齿轮可靠性的核心指标。本章系统介绍了齿轮的两种主要失效模式：弯曲疲劳和接触疲劳（点蚀）。依据ISO和AGMA标准，详细推导了齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度的计算公式。内容包括齿形系数、应力修正系数、载荷分布系数（考虑齿长和齿向误差）的精确确定方法。特别地，本章对变载荷工况下的等效应力计算进行了深入探讨，并引入了材料疲劳极限与修正系数（如表面质量系数、温度系数）。最后，通过大量的工程案例分析了齿轮磨损、胶合等其他失效形式的预防措施。 第三章 齿轮的误差、精度与制造公差 齿轮的实际制造精度直接决定了其运行性能。本章聚焦于齿轮误差的量化描述和对传动质量的影响。详细讲解了齿距累积误差、齿形误差、齿向误差（特别是对斜齿轮的导向误差）的测量方法和评定标准（如DIN标准）。通过建立误差传递模型，分析了这些误差如何转化为啮合间隙变化和周期性冲击载荷，进而影响振动和噪声。此外，本章还提供了不同精度等级齿轮的制造公差选择指南，强调了热处理（如渗碳淬火）对几何精度保持性的影响。 第四章 齿轮的噪声与振动控制 齿轮传动系统的噪声与振动是现代机械设计中必须解决的关键问题。本章从动力学角度出发，建立了齿轮副的简化振动模型。分析了由齿距误差、齿形误差、啮合刚度变化引起的周期性激励力源。对于斜齿轮，探讨了轴向力引起的振动响应。本章提出了一系列主动和被动的降噪减振技术：主动方面，包括齿形修形（如齿顶和齿向的补偿修形）和齿高系数的优化选择；被动方面，则涉及齿轮箱箱体的刚度设计、阻尼材料的应用以及轴承支撑结构的优化布局。 第五章 优化设计方法与现代分析工具 本章将理论与工程实践相结合，介绍了先进的齿轮设计优化方法。探讨了如何利用多目标优化算法（如遗传算法、响应面法）在满足强度要求的前提下，最小化齿轮质量、降低噪声水平或提高传动效率。详细介绍了有限元分析（FEA）在齿轮接触应力分析中的应用，特别是在分析非标准啮合情况（如曲面齿轮）时的优势。内容还包括齿轮副的热分析，预测高温对润滑和材料性能的影响，并结合润滑剂选择提供综合设计建议。 第六章 特种齿轮传动系统设计 针对特定应用场景，本章专门讨论了几种重要的特种齿轮传动设计。 1. 蜗轮蜗杆传动： 深入分析了蜗轮蜗杆的啮合特性、自锁条件、效率计算，以及蜗杆的强度设计（尤其关注蜗杆轴的弯曲和扭转）。 2. 行星齿轮传动： 阐述了行星轮系的运动学分析方法（如基准图法），强调了其结构紧凑性和多轴承支撑带来的载荷分配问题，并讨论了如何通过调整齿圈和太阳轮的制造精度来平衡各行星轮的载荷。 3. 齿轮的润滑与维护： 总结了润滑油膜理论（如埃特雷-波克霍默模型）在齿轮接触中的应用，并根据不同的工况（高速、重载、冲击）推荐了合适的润滑方式（飞溅润滑、压力润滑）和润滑剂类型。 适用读者： 本书适合机械工程、车辆工程、自动化设备设计等领域的工程师、研究人员以及相关专业的高年级本科生和研究生作为教材或参考用书。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 所有关键公式均附有清晰的物理意义解释和实际工程应用案例。 强调现代设计理念： 融入了噪声控制、结构优化和现代有限元分析工具的应用。 覆盖范围全面： 从基础几何到复杂传动机构的强度和动态分析，形成一个完整的知识体系。

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