圓柱齒輪傳動(dòng)是齒輪機(jī)構(gòu)中應(yīng)用廣泛的一種傳動(dòng)方式。圓柱齒輪主括直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和人字齒圓柱齒輪三種形式。上述三種圓柱齒輪在結(jié)構(gòu)上都有一定的缺點(diǎn)。上述三種圓柱齒輪在沖擊、振動(dòng)、噪音、傳動(dòng)平穩(wěn)性、傳動(dòng)效率、制造工藝性方面存在不同程度的缺點(diǎn)來(lái)，一種新的圓柱齒輪形式——弧齒圓柱齒輪被推出。

弧齒圓柱齒輪在弧形齒線錐齒輪基礎(chǔ)上衍生出來(lái)。世紀(jì)初，美國(guó)格里森公司（Gleason Works)首先研制出格里森弧齒錐齒輪。世紀(jì)40年代，日本長(zhǎng)谷川吉三郎把圓弧齒線推廣到圓柱齒輪。世紀(jì)60年代前后，日本植松整三、井上和夫及石橋彰等先后提出將擠齒、磨齒等方法應(yīng)用于弧齒圓柱齒輪的加工過(guò)程。此后又出現(xiàn)了各種加工方法，這些加工方法可分為三大類：旋轉(zhuǎn)刀盤(pán)、滾齒加工和平行連桿式加工。

弧齒線圓柱齒輪的齒廓曲線和其他形式的圓柱齒輪一樣含多種類型，既可以是漸開(kāi)線，也可以是其他形式的曲線。目前，研究主要集中在漸開(kāi)線齒廓方面，因此，本書(shū)研究對(duì)象界定為漸開(kāi)線弧齒圓柱齒輪，主含以下研究?jī)?nèi)容：采用類似漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪的齒面生成方法，求出圓弧齒面與基圓柱面的交線的方程；通過(guò)對(duì)圓弧線上任意點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)研究，求出漸開(kāi)線弧齒的齒面方程；根據(jù)嚙合運(yùn)動(dòng)理論及齒形法線法，求出共軛齒面方程；根據(jù)弧齒齒面方程求出在假想齒條坐標(biāo)系中的曲面族方程，以及應(yīng)絡(luò)理論求出假想齒條的齒面方程，分析得到假想齒條的齒線形狀為橢圓弧，后求出漸開(kāi)線弧齒的過(guò)渡曲面方程。根據(jù)這些研究，又采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法，研究漸開(kāi)線弧齒圓柱齒輪的嚙合特性，為齒輪溫度測(cè)試平臺(tái)研究奠定理論基礎(chǔ)。

本書(shū)提出了一種易于嚙合的新型圓弧齒輪的數(shù)學(xué)模型，是目前十分接近理想漸開(kāi)線齒輪的一種形式，基本具有漸開(kāi)線齒輪的所有特性。根據(jù)推導(dǎo)出的齒條方程得知，該齒條的齒線為橢圓，基于該齒條更容易得到等齒厚漸開(kāi)線弧齒齒輪，為仿形銑加工方法提供理論基礎(chǔ)。本書(shū)對(duì)弧齒線圓柱齒輪的溫升特行理論研究，并提出了溫度測(cè)試方案，該方案為后續(xù)研究弧齒圓柱齒輪溫升特性測(cè)試平臺(tái)提供了理論依據(jù)。