圆柱齿轮传动是齿轮机构中应用广泛的一种传动方式。圆柱齿轮主括直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和人字齿圆柱齿轮三种形式。上述三种圆柱齿轮在结构上都有一定的缺点。上述三种圆柱齿轮在冲击、振动、噪音、传动平稳性、传动效率、制造工艺性方面存在不同程度的缺点来，一种新的圆柱齿轮形式——弧齿圆柱齿轮被推出。
弧齿圆柱齿轮在弧形齿线锥齿轮基础上衍生出来。世纪初，美国格里森公司（Gleason Works)首先研制出格里森弧齿锥齿轮。世纪40年代，日本长谷川吉三郎把圆弧齿线推广到圆柱齿轮。世纪60年代前后，日本植松整三、井上和夫及石桥彰等先后提出将挤齿、磨齿等方法应用于弧齿圆柱齿轮的加工过程。此后又出现了各种加工方法，这些加工方法可分为三大类：旋转刀盘、滚齿加工和平行连杆式加工。
弧齿线圆柱齿轮的齿廓曲线和其他形式的圆柱齿轮一样含多种类型，既可以是渐开线，也可以是其他形式的曲线。目前，研究主要集中在渐开线齿廓方面，因此，本书研究对象界定为渐开线弧齿圆柱齿轮，主含以下研究内容：采用类似渐开线直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮的齿面生成方法，求出圆弧齿面与基圆柱面的交线的方程；通过对圆弧线上任意点的运动研究，求出渐开线弧齿的齿面方程；根据啮合运动理论及齿形法线法，求出共轭齿面方程；根据弧齿齿面方程求出在假想齿条坐标系中的曲面族方程，以及应络理论求出假想齿条的齿面方程，分析得到假想齿条的齿线形状为椭圆弧，后求出渐开线弧齿的过渡曲面方程。根据这些研究，又采用数学推导的方法，研究渐开线弧齿圆柱齿轮的啮合特性，为齿轮温度测试平台研究奠定理论基础。
本书提出了一种易于啮合的新型圆弧齿轮的数学模型，是目前十分接近理想渐开线齿轮的一种形式，基本具有渐开线齿轮的所有特性。根据推导出的齿条方程得知，该齿条的齿线为椭圆，基于该齿条更容易得到等齿厚渐开线弧齿齿轮，为仿形铣加工方法提供理论基础。本书对弧齿线圆柱齿轮的温升特行理论研究，并提出了温度测试方案，该方案为后续研究弧齿圆柱齿轮温升特性测试平台提供了理论依据。
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