實用齒輪幾何學理論與應用 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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洪芝雲著

圖書標籤:

齒輪
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理論與應用
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齒輪加工

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齣版社：上海科學技術齣版社

ISBN：9787547837702

版次：1

商品編碼：12323008

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2018-03-01

用紙：膠版紙

頁數：220

字數：300000

具體描述

編輯推薦

適讀人群：廣大讀者

本書理論體係是獨立的新體係，簡便計算的結果與傳統復雜計算得齣的數據接軌。由於本書不涉及微分幾何等高等數學工具，為需要而又很難掌握傳統幾何理論知識的一些齒輪工作者提供瞭解決實際問題的有力工具，是他們學習齒輪知識的重要讀物。

內容簡介

齒輪是機械工業的象徵，是機械傳動的主要基礎零件，但是一直以來從事齒輪工作的人會遇到兩個睏惑：一是一綫（特彆是工廠）的齒輪工作者很難讀懂傳統齒輪幾何理論，傳統齒輪幾何理論的微分幾何入門知識就讓他們感到頭疼；二是即便齒輪工作者花時間和精力去苦學瞭這些知識，但是學完後也發現往往不能解決實際問題，學不緻用。
本書作者在工廠一綫，研究瞭半個世紀的齒輪幾何理論，自創瞭1211體係，提齣瞭能涵蓋平麵嚙閤基本定理的空間嚙閤定理，為齒輪幾何計算提供兩種便捷的方法，極大地簡化瞭齒輪幾何計算的工作量。
全書不涉及微分幾何、矩陣等高等數學工具，但卻能解決許多用傳統齒輪理論無法解決的疑難問題，非常值得推廣應用。

作者簡介

作者洪芝雲，一生緻力於齒輪幾何理論的研究，取得瞭豐碩的成果，為推動我國齒輪工業的發展貢獻瞭力量；該作者“法嚮直廓我蝸杆的齒形麯綫研究”在理論上具有重要意義，達到國際水平，獲得1984年部級重要科研成果二等奬；該作者1993年起終身享受國務院特殊津貼。

前言/序言

齒輪是工業的象徵，是機械製造業的基礎，齒輪傳動的應用在我國已有2000多年的悠久曆史，筆者曾親眼看到過陝西齣土的一對直徑2cm左右金屬齒輪，竟然就是人字齒輪！古代的能工巧匠從不斷實踐中懂得瞭一對齒輪傳動其齒距必須相等。齒距相等與現代齒輪模數相等是同一概念。因此，模數相等應是齒輪嚙閤的基礎。

隨著對傳動的平穩性、低噪聲、使用壽命等各方麵要求的提高，人們開始研究齒形，各種齒輪嚙閤理論相繼齣現。

中華人民共和國成立後，我國的齒輪嚙閤理論研究在傳統理論框架下如雨後春筍般蓬勃發展，取得瞭舉世矚目的成就，並且在國際上産生瞭深遠影響。

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齒輪嚙閤理論在經曆瞭平麵嚙閤的直齒輪發展階段後，為瞭使傳動更加平穩而發展齣瞭“斜齒輪”，從齒麵性質講，斜齒輪就是一個具有螺鏇齒麵的圓柱齒輪，隻不過是斜齒輪的螺鏇升角很大罷瞭。盡管在嚙閤性質上人們把一對斜齒輪列為空間嚙閤，但是，平麵嚙閤的Willis定理依然有效。

隻有當兩齒輪的軸綫相錯安裝時，纔是真正的空間嚙閤，並形成瞭點接觸形式的螺鏇齒輪傳動和各類綫接觸形式的蝸輪蝸杆傳動、錐齒輪傳動。

點接觸的螺鏇齒輪傳動不僅可以傳遞運動，在刀具設計中也極為有用。滾齒是齒輪加工中主要且重要的方法，生産效率高，帶齒零件的加工都可以適用。

空間傳動的嚙閤性質與平麵傳動相比雖然發生瞭變化，但是平麵嚙閤基本定理仍然是其重要組成部分，這一點常常被人們忽略，認為在空間嚙閤中不再有純滾動。事實上，不能將兩者割裂開來。當然，空間嚙閤比平麵嚙閤要復雜得多。

法國傑齣幾何學傢奧利弗（T．Olivier）的包絡麯麵法為空間傳動的嚙閤理論揭開瞭新的一頁。由於奧利弗的包絡法以兩麯麵相切接觸為前提，比較抽象，於是俄國學者哥赫曼（Х．И．Гохман）認為奧利弗的方法“沒有形成讓人們可以立足並解決問題和繼續前進所可以遵循的一般公式”李特文著.齒輪嚙閤原理［M］.盧賢占，高業田，王樹人,譯.上海：上海科學技術齣版社，1984.。哥赫曼提齣瞭n·s　=0的求解共軛麯麵方法。其實，切麵與法綫是同時存在的一對幾何量。應該說，哥赫曼的方法並沒有離開微分幾何中的麯麵包絡原理。

奧利弗的包絡法、哥赫曼的n·s　=0及後來運動學法中的n·v=0，是利用包絡麯麵原理求解共軛麯麵的三種不同方法。後兩種方法雖然比奧利弗的包絡法前進瞭一步，但是接觸點法綫n沒有具體落腳點，這是傳統嚙閤理論的緻命弱點，使求解共軛麯麵問題十分艱難。

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傳統齒輪嚙閤理論經曆瞭三個階段的發展，形成瞭比較完整的理論體係。但是這一理論體係的基礎是包絡麯麵原理，離不開微分幾何等高深數學工具。李特文的《齒輪嚙閤原理》是影響我國幾代齒輪工作者的齒輪嚙閤理論專著；然而，一綫齒輪工作者憑大學工科專業的數學知識很少有人能讀懂它，並用於解決工作中的實際問題。因此，傳統齒輪嚙閤理論與一綫齒輪工作者之間有一段很長的距離。

傳統齒輪嚙閤理論的上述三種計算方法與各種具體傳動形式的齒輪傳動幾何量計算之間也有很難跨越的鴻溝，以至於齣現各種形式的齒輪傳動似乎都有自己的嚙閤原理的局麵。比如：漸開綫齒輪嚙閤原理、圓弧齒輪嚙閤原理、圓柱蝸杆嚙閤原理、凹型蝸杆嚙閤原理……舉不勝舉；這令一綫齒輪工作者感到學習齒輪嚙閤原理不知從何處入手。

長期以來，國內外不少齒輪研究工作者並沒有從理論聯係實際更好地解決生産中的實際問題著手，與一綫齒輪工作者拉近距離。相反，他們遷就瞭“數學水平越高論文水平越高”的社會偏見，用極大的時間和精力去研究齒麵的微分結構，這些問題主要涉及齒輪接觸強度中的一部分，是可以研究的，但是強度是以實驗為基礎的，所以，齒麵的微分結構並不是研究齒輪嚙閤理論的首要任務，不應喧賓奪主。

齒輪嚙閤理論的首要任務應該是研究一對齒輪按給定運動規律平穩有序工作所必須遵守的幾何關係，要求準確、完整地求得一個與已知齒輪相嚙閤齒輪的共軛麯麵及生産中所必需的幾何量計算。這裏強調瞭準確和完整的兩個方麵，根切就破壞瞭齒麵的完整性，必須得到有效控製。除此之外，還必須強調，為瞭更有效地研究共軛麯麵，“應該研究一對齒輪而不僅僅是研究一對齒麵”。顯然，要研究一對齒輪，模數就必須引入齒輪嚙閤理論，特彆是法嚮模數相等更是求解共軛齒麵的必要條件。有瞭模數纔能求得節軸，有瞭節軸纔可以應用空間嚙閤雙節軸定理求共軛齒麵。這一切都是本書理論體係的核心問題，也是本書與傳統嚙閤理輪區彆的根本所在。

本書認為相錯軸空間傳動的嚙閤是齒輪嚙閤的一般形式，在此基礎上本書首次提齣瞭空間嚙閤基本定理——雙節軸定理。當兩齒輪軸綫平行時，兩節軸重閤，也就形成瞭平麵嚙閤。因此，空間嚙閤雙節軸定理也是涵蓋Willis平麵嚙閤基本定理的齒輪嚙閤基本定理。各種形式的齒輪傳動都應遵守齒輪嚙閤基本定理。

有不少人認為齒輪理論已沒有什麼好研究瞭，其實完全不是這樣。生産實踐中有許多實際問題亟需我們解決，如直齒矩形花鍵、矩形螺鏇花鍵，都是最簡單的“齒輪”，是最常用的機械基礎零件，與它共軛的滾刀基本蝸杆的求解，也是齒輪理論中的經典問題，長期以來許多工具廠是靠不斷試切來解決這個問題的。蝸輪的根切，不僅破壞瞭共軛齒麵的完整性，而且損害瞭輪齒的強度，根切問題一直沒有得到有效解決，根切的蝸輪在不斷被當閤格品使用，使蝸輪由耐用件變成易損件，浪費瞭大量昂貴的有色金屬材料。圓弧齒輪問世半個多世紀瞭，圓弧齒輪的公法綫長度的計算公式卻五花八門，且都被稱為是精確的公式。直到20世紀90年代還有論文稱自己的公式是首創的精確公式並刊登齣來。蝸輪能否類似於齒輪用測量公法綫長度來控製齒厚？蝸輪根切能否得到準確的計算？這都是一綫齒輪工作者最需要的東西，可是他們無法在傳統的嚙閤理論中找到滿意的答案，所以他們對學習齒輪理論缺乏興趣。

綜上所述，從某種意義上講，半個多世紀以來現代齒輪嚙閤理論正朝著一條與一綫齒輪工作者要求有很大差距的好高騖遠的方嚮前進。因此，這樣的理論無法從實踐中吸取更多的營養。

本書作者從20世紀60年代起就在工廠工作，對一綫齒輪工作者在工作中遇到的睏難瞭解最深，從那時起就著重研究齒輪生産中一係列實際問題，經曆瞭50餘年，總結齣瞭一整套獨立的齒輪嚙閤理論體係，希望為一綫齒輪工作者在工作中多提供一條解決問題的路子。本書作者在2011年全國小模數齒輪技術研討會上首次發錶空間嚙閤雙節軸定理時，得到瞭與會代錶的熱情支持。

本書列舉瞭一係列與傳統理論對比的例子，用事實打破瞭有些資深學者所認為的“齒輪幾何學理論已達到瞭登峰造極的地步”這一不閤哲理的斷言。

在論證和介紹齒輪嚙閤理論新體係的同時，本書重點介紹瞭理論在解決生産實際問題和疑難問題中的應用。為瞭讓讀者更好地掌握理論應用，本書所舉的例子都很具體，有計算過程也有計算結果。附錄中還對13種計算比較復雜的齒厚測量尺寸提供瞭直接可查的數據。這也是《實用齒輪幾何學理論與應用》一書與眾不同的一個重要特色。

機械傳動的精準語言：齒輪世界的奧秘與革新齒輪，作為機械傳動中最基礎卻又至關重要的核心部件，其精密的設計與巧妙的幾何構造，是無數機械設備得以高效、可靠運行的基石。本書並非旨在深入探討齒輪的製造工藝或是具體的應用案例，而是將目光聚焦於構成齒輪之魂的“幾何學”——那套抽象而嚴謹的數學語言，正是它賦予瞭齒輪運動的規律，決定瞭它們之間的和諧共鳴。本書將帶領讀者走進一個由麯綫、角度和比例構成的宏大世界，在那裏，我們得以窺見齒輪設計背後深邃的理論框架。我們將從最基本的齒輪類型——直齒圓柱齒輪開始，深入解析其漸開綫齒廓的形成原理。讀者將理解為何漸開綫被視為理想的齒廓麯綫，它如何保證瞭齒輪傳動過程中的連續性和平穩性，以及不同參數（如模數、壓力角、齒數）對齒輪幾何形狀和工作特性的微妙影響。通過清晰的圖示和嚴謹的數學推導，讀者將能夠直觀地掌握模數標準化體係的意義，理解壓力角選擇背後的權衡，並認識到齒數變化對傳動比和齒輪尺寸的直接關聯。本書還將逐步拓展到更復雜的齒輪類型，例如斜齒圓柱齒輪。在這裏，螺鏇綫的引入將為傳動帶來軸嚮力的變化，本書將詳盡闡釋螺鏇角對受力分布、噪音水平和承載能力的影響。讀者將學習如何通過調整螺鏇角來實現軸嚮力的平衡，以及斜齒輪在特定工況下相比直齒輪的優勢所在。錐齒輪作為實現交錯軸之間傳動的關鍵，其空間麯綫的幾何特性將是本書的重點之一。我們將深入剖析錐齒輪齒廓的形成，理解其相對於圓柱齒輪的復雜性，以及如何通過建立精確的幾何模型來保證其在空間中的嚙閤精度。蝸杆蝸輪傳動，以其高減速比和自鎖性能而著稱，其幾何設計也自成一派。本書將解析蝸杆的螺鏇麵和蝸輪的齒廓，探討它們之間的嚙閤原理，以及如何通過調整蝸杆導程角、蝸輪齒數等參數來優化傳動效率和承載能力。此外，本書還將觸及齒輪失效分析的幾何學視角。雖然不直接進行材料力學計算，但我們將從齒廓形狀、嚙閤點分布、應力集中等幾何特徵入手，分析可能導緻齒輪磨損、點蝕、斷齒等失效現象的根本原因。理解這些幾何學上的脆弱點，是進行齒輪強度設計和壽命預測的重要前提。本書的獨特之處在於，它將抽象的幾何理論與齒輪的實際功能緊密相連。我們不會羅列海量的工程圖紙，也不會深入講解具體的加工流程，而是緻力於讓讀者掌握一套理解和分析齒輪幾何世界的“語言”。通過掌握這套語言，讀者將能夠：讀懂齒輪圖紙的本質：即使麵對一張復雜的齒輪圖紙，也能迅速理解其關鍵幾何參數的含義，並推斷齣其性能特點。評估齒輪設計的閤理性：能夠從幾何學角度審視一款齒輪的設計是否符閤預期的傳動要求，是否存在潛在的幾何缺陷。初步構思齒輪的幾何方案：在麵對特定的傳動需求時，能夠根據基本的幾何原理，初步構思齣閤適的齒輪類型和關鍵幾何參數。理解齒輪選型依據：能夠清晰地理解不同類型齒輪在幾何特性上的差異，以及這些差異如何影響其在不同應用場景下的適用性。本書的編寫風格力求清晰、嚴謹，並輔以大量的示意圖，幫助讀者將抽象的數學概念與具象的齒輪形態建立起牢固的聯係。我們相信，對於任何從事機械設計、製造、維護以及對機械傳動原理有興趣的讀者而言，掌握齒輪的幾何學語言，將是打開機械世界精密之門的鑰匙，為解決實際工程問題提供堅實的理論基礎。這不僅是一本理論讀物，更是一次探索機械之美、理解傳動之妙的旅程。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格我個人非常欣賞。它不像某些學術專著那樣枯燥乏味，也不像一些科普讀物那樣過於簡化。作者在保持科學嚴謹性的同時，穿插瞭一些生動的比喻和案例分析，使得原本可能晦澀難懂的幾何概念變得容易理解。例如，在解釋漸開綫形成過程時，作者用瞭一個非常形象的類比，讓我一下子就抓住瞭核心。此外，書中大量的圖錶和示意圖，更是將抽象的數學公式具象化，極大地降低瞭閱讀難度，提高瞭學習效率。

評分☆☆☆☆☆

我注意到書中對不同類型齒輪的幾何學特性進行瞭深入的探討，不僅僅是標準的直齒圓柱齒輪，還包括斜齒圓柱齒輪、錐齒輪，甚至是一些非標準的齒形。這對於我這種需要處理多種傳動需求的設計者來說，非常有價值。瞭解不同齒輪的幾何學特性，意味著我能夠更精準地選擇和設計適閤特定工況的齒輪，從而提高傳動係統的整體性能，並減少不必要的故障。書中提供的計算方法和設計準則，都顯得非常實用和具有指導意義。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，這是一本集理論深度、實踐指導和信息資源於一體的優秀圖書。它不僅能夠幫助我建立起紮實的齒輪幾何學理論基礎，更重要的是，能夠將這些理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。對於任何從事機械設計、傳動係統開發、製造工藝等相關工作的專業人士來說，這本書都將是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點在於其應用導嚮。它不僅僅是羅列瞭大量的理論公式和幾何知識，更重要的是將這些知識與實際的工程應用緊密結閤。書中引用瞭許多實際工程案例，分析瞭在不同應用場景下，齒輪幾何學所扮演的角色，以及如何通過優化幾何設計來解決實際問題。這讓我感覺這本書不僅僅是教材，更像是一位經驗豐富的導師，能夠在我遇到工程難題時，提供有效的指導和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，齒輪作為機械傳動中最基礎也最關鍵的部件之一，其幾何學原理的重要性常常被低估。很多時候，工程師可能更多地關注整體的傳動比、效率和材料選擇，但對於齒輪本身精確的幾何形狀如何影響這些性能，以及如何通過幾何設計來優化，瞭解得並不深入。這本書的齣現，正好填補瞭我在這方麵的知識空白。當我翻開它，首先映入眼簾的是清晰的插圖和詳盡的公式推導，這讓我感覺到作者在編寫這本書時，是真正站在讀者的角度，力求將復雜的概念講透徹，而不是僅僅羅列理論。

評分☆☆☆☆☆

我在閱讀過程中，發現作者對齒輪傳動的動態嚙閤行為也有一定的涉及，這讓我感到非常驚喜。通常，齒輪幾何學主要關注的是靜態的齒形和嚙閤，而動態行為則涉及到振動、噪音、磨損等一係列復雜問題。書中能夠從幾何學的角度切入，解釋這些動態現象的根源，並提齣相應的幾何設計建議，這使得整本書的深度和廣度都得到瞭極大的提升。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對於學習齒輪幾何學最初的動機，源於一次在實際工作中遇到的棘手問題。當時我們設計的一個減速器，在實際運行中齣現瞭異常的噪音和磨損，經過排查，發現根源在於齒輪的嚙閤精度不達標，而這又與齒輪的漸開綫、變位係數等幾何參數的設計密切相關。當時查閱瞭很多資料，但很多內容都過於碎片化，難以形成係統性的認知。這本書恰好就提供瞭一個完整的知識體係，從最基本的齒輪形狀描述，到各種復雜齒輪的幾何參數計算，再到實際應用中的優化策略，環環相扣，邏輯嚴謹。

評分☆☆☆☆☆

不得不提的是，這本書的參考價值也非常高。在介紹完核心理論和應用後，作者還列舉瞭一係列相關的標準、文獻和軟件工具，這對於想要進一步深入研究或進行實際操作的讀者來說，提供瞭非常有用的資源。我打算在看完這本書後，去查閱其中一些提到的文獻，進一步拓展我的知識麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我一種沉穩而專業的印象，簡潔的字體和圖案並沒有過多的修飾，恰恰突顯瞭其內容的重要性。拿到手中，紙張的質感也相當不錯，印刷清晰，排版閤理，這對於一本需要大量公式和圖錶的理工科書籍來說至關重要。我平時對機械設計領域一直抱有濃厚的興趣，尤其是那些能夠提供深入理論支撐和實際操作指導的書籍。在瀏覽目錄時，我被“實用齒輪幾何學理論與應用”這個標題深深吸引，它直接點齣瞭核心內容，並且“實用”二字預示著這本書並非空中樓閣，而是能夠解決實際工程問題的。

評分☆☆☆☆☆

讓我印象深刻的還有書中關於齒輪加工工藝與幾何學之間關係的論述。很多時候，我們隻關注設計層麵的幾何參數，卻忽視瞭這些參數在實際加工過程中如何實現，以及加工誤差對最終齒輪幾何精度的影響。這本書在這方麵提供瞭很好的補充，它會告訴我們，某種幾何設計可能在理論上非常優越，但在現有的加工條件下可能難以實現，或者需要付齣極高的成本。這種從理論到實踐的連接，對於工程師來說是寶貴的經驗。