机械设计手册 齿轮传动

本版手册为新出版的第6版7卷本《机械设计手册》。由于科学技术的快速发展，需要我们对手册内容进行更新，增加新的科技内容，以满足广大读者的迫切需要。

《机械设计手册》自1991年面世发行以来，历经5次修订，截至2016年已累计发行38万套。作为重点科技图书的《机械设计手册》，深受社会各界的重视和好评，在全国具有很大的影响力，该手册曾获得全国优秀科技图书奖二等奖（1995年）、中国机械工业部科技进步奖二等奖（1997年）、中国机械工业科学技术奖一等奖（2011年）、中国出版政府奖提名奖（2013年），并多次获得全国优秀畅销书奖等奖项。1994年，《机械设计手册》曾在我国台湾建宏出版社出版发行，并在海内外产生了广泛的影响。《机械设计手册》荣获的一系列国家和部级奖项表明，其具有很高的科学价值、实用价值和文化价值。《机械设计手册》已成为机械设计领域的一部大型品牌工具书，已成为机械工程领域权威的和影响力较大的大型工具书，长期以来，它为我国装备制造业的发展做出了巨大贡献。

第5版《机械设计手册》出版发行至今已有7年时间，这期间我国国民经济有了很大发展，国家制定了《国家创新驱动发展战略纲要》，其中把创新驱动发展作为了国家的优先战略。因此，《机械设计手册》第6版修订工作的指导思想除努力贯彻“科学性、先进性、创新性、实用性、可靠性”外，更加突出了“创新性”，以全力配合我国“创新驱动发展战略”的重大需求，为实现我国建设创新型国家和科技强国梦做出贡献。

在本版手册的修订过程中，广泛调研了厂矿企业、设计院、科研院所和高等院校等多方面的使用情况和意见。对机械设计的基础内容、经典内容和传统内容，从取材、产品及其零部件的设计方法与计算流程、设计实例等多方面进行了深入系统的整合，同时，还全面总结了当前国内外机械设计的新理论、新方法、新材料、新工艺、新结构、新产品和新技术，特别是在现代设计与创新设计理论与方法、机电一体化及机械系统控制技术等方面做了系统和全面的论述和凝练。相信本版手册会以崭新的面貌展现在广大读者面前，它将对提高我国机械产品的设计水平、推进新产品的研究与开发、老产品的改造，以及产品的引进、消化、吸收和再创新，进而促进我国由制造大国向制造强国跃升，发挥出巨大的作用。

本版手册分为7卷55篇：第1卷机械设计基础资料；第2卷机械零部件设计（连接、紧固与传动）；第3卷机械零部件设计（轴系、支承与其他）；第4卷流体传动与控制；第5卷机电一体化与控制技术；第6卷现代设计与创新设计（一）；第7卷现代设计与创新设计（二）。

本版手册有以下七大特点：

一、构建新体系

构建了科学、先进、实用、适应现代机械设计创新潮流的《机械设计手册》新结构体系。该体系层次为：机械基础、常规设计、机电一体化设计与控制技术、现代设计与创新设计方法。该体系的特点是：常规设计方法与现代设计方法互相融合，光、机、电设计融为一体，局部的零部件设计与系统化设计互相衔接，并努力将创新设计的理念贯穿于常规设计与现代设计之中。

二、凸显创新性

*总书记在2014年6月和2016年5月召开的中国科学院、中国工程院两院院士大会上分别提出了我国科技发展的方向就是“创新、创新、再创新”，以及实现创新型国家和科技强国的三个阶段的目标和五项具体工作。为了配合我国创新驱动发展战略的重大需求，本版手册突出了机械创新设计内容的编写，主要有以下几个方面：

（1）新增第7卷，重点介绍了创新设计及与创新设计有关的内容。

该卷主要内容有：机械创新设计概论，创新设计方法论，顶层设计原理、方法与应用，创新原理、思维、方法与应用，绿色设计与和谐设计，智能设计，仿生机械设计，互联网上的合作设计，工业通信网络，面向机械工程领域的大数据、云计算与物联网技术，3D打印设计与制造技术，系统化设计理论与方法。

前言
前言

（2）在一些篇章编入了创新设计和多种典型机械创新设计的内容。

“第11篇机构设计”篇新增加了“机构创新设计”一章，该章编入了机构创新设计的原理、方法及飞剪机剪切机构创新设计，大型空间折展机构创新设计等多个创新设计的案例。典型机械的创新设计有大型全断面掘进机（盾构机）仿真分析与数字化设计、机器人挖掘机的机电一体化创新设计、节能抽油机的创新设计、产品包装生产线的机构方案创新设计等。

（3）编入了一大批典型的创新机械产品。

“机械无级变速器”一章中编入了新型金属带式无级变速器，“并联机构的设计与应用”一章中编入了数十个新型的并联机床产品，“振动的利用”一章中新编入了激振器偏移式自同步振动筛、惯性共振式振动筛、振动压路机等十多个典型的创新机械产品。这些产品有的获得了国家或省部级奖励，有的是专利产品。

（4）编入了机械设计理论和设计方法论等方面的创新研究成果。

1）闻邦椿院士团队经过长期研究，在国际上首先创建了振动利用工程学科，提出了该类机械设计理论和方法。本版手册中编入了相关内容和实例。

2）根据多年的研究，提出了以非线性动力学理论为基础的深层次的动

《机械设计手册》第6版 单行本共26分册，内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容，具有系统全面、信息量大、内容现代、突显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。各分册分别为：《常用设计资料和数据》《机械制图与机械零部件精度设计》《机械零部件结构设计》《连接与紧固》《带传动和链传动摩擦轮传动与螺旋传动》《齿轮传动》《减速器和变速器》《机构设计》《轴弹簧》《滚动轴承》《联轴器、离合器与制动器》《起重运输机械零部件和操作件》《机架、箱体与导轨》《润滑密封》《气压传动与控制》《机电一体化技术及设计》　《机电系统控制》《机器人与机器人装备》《数控技术》《微机电系统及设计》《机械系统概念设计》《机械系统的振动设计及噪声控制》《疲劳强度设计机械可靠性设计》《数字化设计》《工业设计与人机工程》《智能设计仿生机械设计》。

本单行本为《齿轮传动》，主要介绍齿轮传动概述、渐开线圆柱齿轮传动、圆弧齿轮传动、锥齿轮和准双曲面齿轮传动、蜗杆传动等内容。

本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。 

出版说明
前言

第8篇齿 轮 传 动

第1章概述

1齿轮传动的分类和特点8-3

11分类8-3

12特点8-3

2齿轮传动类型选择的原则8-3

3常用符号8-4

第2章渐开线圆柱齿轮传动

1渐开线圆柱齿轮基本齿廓和模数系列8-10

2渐开线圆柱齿轮传动的几何尺寸计算8-11

21标准圆柱齿轮传动的几何尺寸计算8-11

211外啮合标准圆柱齿轮传动的几何
尺寸计算8-11

212内啮合标准圆柱齿轮传动的几何
尺寸计算8-11

22变位圆柱齿轮传动的几何尺寸计算8-13

221变位齿轮传动的特点与功用8-13

222外啮合圆柱齿轮传动的变位系数
选择8-14

223内啮合圆柱齿轮传动的干涉及
变位系数选择8-16

224外啮合变位圆柱齿轮传动的几何
尺寸计算8-21

225内啮合变位圆柱齿轮传动的几何
尺寸计算8-24

3渐开线圆柱齿轮齿厚的测量与计算8-30

31齿厚测量方法的比较和应用8-30

32公法线长度8-30

321公法线长度计算公式8-30

322公法线长度数值表8-31

33分度圆弦齿厚8-36

331分度圆弦齿厚计算公式8-36

332分度圆弦齿厚数值表8-37

34固定弦齿厚8-40

341固定弦齿厚计算公式8-40

342固定弦齿厚数值表8-41

35量柱(球)测量跨距8-42

351量柱(球)测量跨距计算公式8-42

352量柱(球)测量跨距数值表8-42

4渐开线圆柱齿轮传动的设计计算8-43

41圆柱齿轮传动的作用力计算8-43

42主要参数的选择8-43

43主要尺寸的初步确定8-44

44齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳
强度校核计算8-45

45齿轮传动设计与强度校核计算中各
参数的确定8-47

451分度圆上的圆周力Ft8-47

452使用系数KA8-47

453动载系数Kv8-48

454齿向载荷分布系数KHβ、KFβ8-51

455齿间载荷分配系数KHα、KFα8-56

456轮齿刚度c′、cγ8-57

457节点区域系数ZH8-58

458弹性系数ZE8-58

459接触疲劳强度计算的重合度系数Zε、
螺旋角系数Zβ及重合度与螺旋角
系数Zεβ8-59

4510小齿轮及大齿轮单对齿啮合
系数ZB、ZD8-59

4511试验齿轮的接触疲劳
极限σHlim8-60

4512接触疲劳强度计算的寿命
系数ZNT8-63

4513润滑油膜影响系数ZL、Zv、
ZR8-63

4514齿面工作硬化系数ZW8-65

4515接触疲劳强度计算的尺寸
系数ZX8-65

4516小安全系数SHmin、SFmin8-66

4517齿形系数YF8-66

4518应力修正系数YS8-68

4519复合齿形系数YFS8-69

目录
目录
4520弯曲疲劳强度计算的重合度系数Yε、
螺旋角系数Yβ及重合度与螺旋角
系数Yεβ8-69

4521弯曲疲劳强度计算的轮缘厚度
系数YB8-70

4522弯曲疲劳强度计算的深齿
系数YDT8-70

4523齿轮材料的弯曲疲劳强度
基本值σFE8-70

4524弯曲疲劳强度计算的寿命
系数YNT8-72

4525弯曲疲劳强度计算的尺寸
系数YX8-73

4526相对齿根圆角敏感系数YδrelT8-73

4527相对齿根表面状况系数YRrelT8-75

46齿轮静强度校核计算8-76

47变动载荷作用下的齿轮强度校核
计算8-77

48齿面胶合承载能力校核计算8-78

481计算公式8-78

482计算中的有关数据及系数的
确定8-78

49开式齿轮传动的计算特点8-83

5齿轮的材料8-84

6圆柱齿轮的结构8-88

7渐开线圆柱齿轮精度8-93

71齿轮偏差的定义和代号8-93

72精度等级及其选择8-96

73齿轮偏差计算公式和数值表8-98

7315级精度的齿轮偏差计算
公式8-98

732齿轮偏差数值表8-99

74齿厚与侧隙8-117

741齿厚8-117

742侧隙的术语和定义8-118

743小法向侧隙8-118

744齿厚的公差与偏差8-119

745公法线长度偏差8-120

746量柱(球)测量跨距偏差8-120

75齿轮坯的精度8-120

76齿面表面粗糙度8-123

77中心距公差8-124

78轴线平行度偏差8-124

79接触斑点8-125

710推荐检验项目8-126

711图样标注8-126

8齿轮修形和修缘8-126

81齿轮的弹性变形修形8-127

811齿廓弹性变形修形原理8-127

812齿向弹性变形修形原理8-127

813齿廓弹性变形计算8-127

814齿向弹性变形计算8-127

815齿廓弹性变形修形量的确定8-129

816齿向弹性变形修形量的确定8-129

82齿轮的热变形修形8-130

821齿轮的热变形机理8-130

822齿向的热变形修形量的确定8-131

823齿廓的热变形修形量的确定8-132

83考虑空间几何因素引起轮齿啮合歪斜
的修形8-132

84齿轮的齿顶修缘8-133

85齿轮修形示例8-134

9渐开线圆柱齿轮传动设计计算示例及零件
工作图例8-136

91设计示例8-136

92渐开线圆柱齿轮零件工作图例8-139

第3章圆弧齿轮传动

1圆弧齿轮传动的类型、特点和应用8-141

11单圆弧齿轮传动8-141

《机械设计手册》第6版 单行本共26分册，内容涵盖机械常规设计、机电一体化设计与机电控制、现代设计方法及其应用等内容，具有系统全面、信息量大、内容现代、突显创新、实用可靠、简明便查、便于携带和翻阅等特色。各分册分别为：《常用设计资料和数据》《机械制图与机械零部件精度设计》《机械零部件结构设计》《连接与紧固》《带传动和链传动摩擦轮传动与螺旋传动》《齿轮传动》《减速器和变速器》《机构设计》《轴弹簧》《滚动轴承》《联轴器、离合器与制动器》《起重运输机械零部件和操作件》《机架、箱体与导轨》《润滑密封》《气压传动与控制》《机电一体化技术及设计》　《机电系统控制》《机器人与机器人装备》《数控技术》《微机电系统及设计》《机械系统概念设计》《机械系统的振动设计及噪声控制》《疲劳强度设计机械可靠性设计》《数字化设计》《工业设计与人机工程》《智能设计仿生机械设计》。

本单行本为《齿轮传动》，主要介绍齿轮传动概述、渐开线圆柱齿轮传动、圆弧齿轮传动、锥齿轮和准双曲面齿轮传动、蜗杆传动等内容。

本书供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。