本書內容豐富，集合了齒輪幾何基礎知識、漸開線直齒輪、漸開線內齒輪、非圓齒輪、擺線齒輪、平行軸漸開線斜齒輪、漸開線變位齒輪、交錯軸漸開線斜齒輪、新型圓弧斜齒輪、面齒輪、圓柱蜗杆、雙包絡環面蜗杆、弧齒錐齒輪、準雙曲面齒輪、行星輪係等幾乎所有類型齒輪傳動的幾何設計知識，以及螺旋面的加工、飛刀的設計、齒面數控加工、量柱（球）距測量法等加工和測量相關內容，對我國齒輪設計和製造行業有很好的借鑒和補充作用，有利於提高我國的齒輪設計和製造水平。

本書可為齒輪原理研究者、設計工程師和製造商、生產人員提供有益幫助，也可供相關專業師生學習參考。

譯者序

序

前言

致謝

第1章 坐標變換1

1. 1 齊次坐標1

1.2 矩陣表示的坐標變換2

1.3 繞軸線轉動5

1.4 轉動和移動的4×4矩陣11

1.5 坐標變換實例12

1.6 用於推導曲線18

1.7 用於推導曲面20

第2章 相對速度25

2.1 矢量表示25

2.2 矩陣表示29

2.3 斜對稱矩陣的應用31

第3章 瞬心線、瞬軸面和嚙合節曲面33

3.1 瞬心線概念33

3.2 分度圓36

3.3 嚙合節圓37

3.4 繞相交軸轉動的瞬軸面38

3.5 繞交錯軸轉動的瞬軸面40

3.6 交錯軸齒輪的嚙合節曲面43

第4章 平面曲線45

4.1 參數表示45

4.2 隱函數表示45

4.3 平面曲線的切線和法線46

4.4 平面曲線的曲率51

第5章 曲面59

5.1 曲面的參數表示59

5.2 曲面上的曲線坐標59

5.3 切面和曲面的法線60

5.4 曲面用隱函數表示61

5.5 曲面實例62

第6章 共軛曲面和共軛曲線74

6.1 包絡存在的必要條件：曲面族的包絡74

6.2 基本運動關係77

6.3 不產生根切的條件78

6.4 曲面族包絡存在的充分條件81

6.5 接觸線和嚙合面84

6.6 產形曲面Σ1上接觸線族的包絡85

6.7 曲線和曲面參數族包絡支線的形成87

6.8 根據接觸法線的Wildhaber定則89

6.9 過渡區域的加工89

6.10 雙參數包絡93

6.11 嚙合軸96

6.12 嚙合樞紐點100

6.13 例題102

第7章 曲面和曲線的曲率114

7.1 引言114

7.2 三維空間的空間曲線114

7.3 曲面的曲線122

7.4 和第二基本齊式130

7.5 主方向和主曲率134

7.6 Euler方程142

7.7 Gaussian曲率和曲面上點的三種型式143

7.8 Dupin標線145

7.9 短程線和曲面撓率147

第8章 共軛曲面的曲率關係及接觸橢圓152

8.1 引言152

8.2 基本方程152

8.3 平面齒輪嚙合：兩曲率之間的關係式153

8.4 共軛齒面主曲率之間的直接關係式164

8.5 共軛曲面法曲率之間的直接關係式171

8.6 曲率矩陣的對角線化175

8.7 接觸橢圓178

第9章 嚙合和接觸的計算機模擬183

9.1 引言183

9.2 傳動誤差拋物函數的預設計183

9.3 局部接觸的綜合法186

9.4 輪齒接觸分析189

9.5 齒輪傳動設計有限元分析195

9.6 邊緣接觸的分析198

第10章 漸開線直齒輪202

10.1 引言202

10.2 漸開線曲線的幾何學202

10.3 用各種刀具加工漸開線206

10.4 輪齒元素的比例尺寸209

10.5 漸開線齒輪和齒條刀具的嚙合210

10.6 在不同圓周上量得的各齒厚之間的關係式214

10.7 漸開線外齒輪的嚙合215

10.8 重合度218

10.9 非標準齒輪220

第11章 漸開線內齒輪228

11.1 引言228

11.2 齒輪過渡曲線的形成228

11.3 不產生根切的條件232

11.4 裝配引起的干涉236

11.5 專門術語237

第12章 非圓齒輪238

12.1 引言238

12.2 非圓齒輪傳動的瞬心線240

12.3 封閉瞬心線242

12.4 橢圓齒輪和變位橢圓齒輪244

12.5 瞬心線為凸形的條件246

12.6 偏心圓齒輪與非圓齒輪的共軛247

12.7 相同的瞬心線248

12.8 非圓齒輪組合機構的設計249

12.9 應用非圓靠模齒輪的加工法251

12.10 加工非圓齒輪的包絡法251

12.11 齒廓的漸屈線254

12.12 壓力角256

附錄12.A 用齒條刀具加工非圓齒輪的位移函數257

附錄12.B 用插齒刀加工非圓齒輪的位移函數260

第13章 擺線齒輪261

13.1 引言261

13.2 擺線曲線的形成261

13.3 擺線的方程263

13.4 Camus定理及其應用264

13.5 外嚙合針齒輪傳動267

13.6 內嚙合針齒輪傳動270

13.7 瞬心線的擺線齒輪傳動272

13.8 羅茨鼓風機274

第14章 平行軸漸開線斜齒輪277

14.1 引言277

14.2 一般原理277

14.3 漸開線螺旋面279

14.4 斜齒輪與齒條的嚙合282

14.5 配對斜齒輪的嚙合289

14.6 不產生根切的條件292

14.7 重合度292

14.8 力的傳遞293

14.9 輪齒接觸分析的結果295

14.10 專門術語296

第15章 漸開線變位齒輪297

15.1 引言297

15.2 斜齒輪和齒條刀具的瞬軸面298

15.3 小齒輪和大齒輪齒面的鼓形修整301

15.4 小齒輪和大齒輪齒面齒廓修整的輪齒接觸分析303

15.5 小齒輪用砂輪切入的縱向鼓形修整308

15.6 小齒輪雙鼓形修整用蜗杆砂輪的磨削311

15.7 小齒輪雙鼓形修整的齒輪傳動的輪齒接觸分析315

15.8 根切和齒頂變尖317

15.9 應用分析319

第16章 交錯軸漸開線斜齒輪324

16.1 引言324

16.2 斜齒輪傳動嚙合的模擬和分析325

16.3 交錯軸斜齒輪的嚙合模擬330

16.4 交錯軸斜齒輪共軛齒面的加工332

16.5 交錯軸斜齒輪的設計334

16.6 應力分析339

附錄16.A 標准設計中短中心距的推導344

附錄16.B 標准設計方程f(γO,αOn,λb1,λb2)=0的推導345

附錄16.C 參數αpt和αpn之間的關係346

附錄16.D 方程（16.5.5）的推導346

附錄16.E αOt1和αOt2的附加關係的推導347

第17章 新型圓弧斜齒輪(新型Novikov-Wildhaber斜齒輪傳動）348

17.1 引言348

17.2 斜齒輪和齒條刀具瞬軸面349

17.3 拋物齒條刀具350

17.4 小齒輪和大齒輪齒面齒廓鼓形修整352

17.5 小齒輪齒廓修整的齒輪傳動輪齒接觸分析（TCA)354

17.6 小齒輪用切入圓盤砂輪進行縱向鼓形修整356

17.7 小齒輪用蜗杆砂輪加工的雙鼓形修整358

17.8 小齒輪雙鼓形修整的齒輪傳動的輪齒接觸分析363

17.9 根切和齒頂變尖365

17.10 應力分析367

第18章 面齒輪372

18.1 引言372

18.2 瞬軸面、節曲面和節點373

18.3 面齒輪的加工374

18.4 接觸區局部化375

18.5 面齒輪齒面的方程377

18.6 面齒輪齒面不產生根切的條件（用漸開線產形插齒刀加工）380

18.7 用漸開線插齒刀加工面齒輪輪齒的變尖區域382

18.8 過渡曲面383

18.9 拋物齒條刀具的幾何384

18.10 幾何的第二方案：插齒刀和小齒輪的齒面偏差385

18.11 幾何的第二方案：面齒輪齒面的推導387

18.12 設計的推薦值388

18.13 輪齒接觸分析（TCA)388

18.14 使用的產形蜗杆391

18.15 應力分析395

第19章 圓柱蜗杆401

19.1 引言401

19.2 節曲面和傳動比402

19.3 設計參數及其關係式404

19.4 ZA型蜗杆的加工及幾何關係408

19.5 ZN型蜗杆的加工及幾何關係411

19.6 ZI（漸開線）型蜗杆的加工及幾何關係422

19.7 K型蜗杆的幾何關係及加工426

19.8 F-Ⅰ型蜗杆（方案Ⅰ）的幾何關係及加工433

19.9 F-Ⅱ型蜗杆（方案Ⅱ）的幾何關係及加工438

19.10 螺旋面的普遍方程441

19.11 蜗杆和蝸輪齒面的嚙合方程442

19.12 嚙合區444

19.13 新的發展趨勢447

第20章 雙包絡環面蜗杆450

20.1 引言450

20.2 蜗杆和蝸輪齒面的加工450

20.3 蜗杆齒面的方程453

20.4 嚙合方程454

20.5 接觸線455

20.6 蝸輪齒面的方程456

第21章 弧齒錐齒輪459

21.1 引言459

21.2 發展趨勢的基本理念459

21.3 齒輪齒面的推導463

21.4 小齒輪齒面的推導472

21.5 小齒輪機床調整和局部綜合476

21.6 配對齒面的主曲率和主方向之間的關係481

21.7 接觸和嚙合模擬485

21.8 弧齒錐齒輪的設計有限元分析的應用487

21.9 弧齒錐齒輪傳動的優化設計實例488

21.10 接觸區位移的補償497

第22章 準雙曲面齒輪499

22.1 引言499

22.2 瞬軸面和嚙合節圓錐499

22.3 兩準雙曲面節圓錐的相切500

22.4 輔助方程501

22.5 準雙曲面節圓錐的設計503

22.6 用端面銑刀加工準雙曲面齒輪傳動507

第23章 行星輪系512

23.1 引言512

23.2 傳動比512

23.3 裝配條件516

23.4 行星輪相位角520

23.5 行星輪系的效率521

23.6 齒輪輪齒幾何的變化523

23.7 輪齒接觸分析（TCA）524

23.8 側隙調整的影響圖526

第24章 螺旋面的加工527

24.1 引言527

24.2 用指形刀具加工：刀具面給定529

24.3 用指形刀具加工：工件的齒面給定531

24.4 用盤形刀具加工：刀具面給定533

24.5 用盤形刀具加工：工件的齒面給定536

第25章 飛刀的設計539

25.1 引言539

25.2 蜗杆齒面的雙參數表示形式540

25.3 蜗杆齒面的三參數表示形式541

25.4 使用的方程541

第26章 利用計算機數控機床加工齒面548

26.1 引言548

26.2 實現計算機數控機床的運動548

26.3 加工準雙曲面小齒輪551

26.4 加工具有佳近似的齒面552

第27章 量柱（球）距測量法565

27.1 引言565

27.2 問題的說明565

27.3 漸開線蜗杆、漸開線斜齒輪和直齒輪的測量568

27.4 非對稱阿基米德蜗杆的測量571

第28章 齒輪實際齒面偏差小化574

28.1 引言574

28.2 測量和模擬方法概述574

28.3 理論齒面Σt的方程576

28.4 用於坐標測量的坐標系576

28.5 網格和參考點576

28.6 實際齒面的偏差577

28.7 偏差小化578

參考文獻579

本書與1994年的第1版相比，已進行了徹底的修訂和擴充。

本書包含了下列新研究的內容：

1）平行軸、交錯軸的變位直齒輪傳動、斜齒輪傳動，新型的圓弧斜齒輪傳動，面齒輪傳動的新幾何結構，擺線泵的新幾何結構，單級行星輪系改善載荷分佈條件設計的新方法；減小噪聲和振動、改善接觸斑蹟的弧齒錐齒輪傳動設計的新途徑。

2）開發了採用有限元法進行齒輪傳動應力分析的方法，此方法的優勢是基於齒輪齒面解析表示法的接觸模型的解析設計。

3）開發了面齒輪傳動磨削的新方法，可以定位接觸斑跡和減小傳動誤差的雙鼓形小齒輪加工新方法，以及為了減小傳動誤差採用變位滾切的方法。

4）廣泛採用嚙合模擬和齒輪接觸分析，用以確定裝配誤差對傳動誤差和接觸斑跡位移的影響，這種方法已應用於本書研討的幾乎所有形式的齒輪傳動。

5）作者此前已經對開發現代齒輪傳動理論做出了貢獻，尤其是本版中所述的：①兩分支包絡的形成；②多體系嚙合模擬的擴展；③探測加工齒面的接觸線擁有自行包絡；④探測並避免齒面出現奇異點（避免加工過程中出現根切現象）。

在此感謝各公司和社會團體為本書的出版提供大量的科研成果，還要感謝芝加哥伊利諾伊大學齒輪研究中心成員的共同參與合作。