實驗二齒輪范成原理

1、實驗二齒輪范成原理 一、目的要求 1 鞏固和掌握用范成法切制漸開線齒輪的基本原理。觀察齒廓的漸開線部分及過渡曲 線部分的形成過程。 2了解漸開線的根切現(xiàn)象和齒頂變尖原因以及用變位修正來避免根切的方法，并分析、 比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪的異同點。 3. 鞏固齒輪基本幾何尺寸的計算，并進一步了解基本參數(shù)m z, a , X在齒輪設(shè)計和 加工中的意義和作用。 二、儀器設(shè)備 1 .齒輪范成儀： 齒條刀具的主要參數(shù)（圖 1） m=20mm , ： =20 h； =1.00, C =0.25 被切齒輪的主要參數(shù)： c* * m=20 （mm） , a=20 , z=10, h； =1,. C =0.25 2

2、 代替被加工齒輪坯件的圖紙一張 3 同學(xué)需要自備如下的東西 （1） 削尖的鉛筆二支（2）圓規(guī)、三用板及膠皮擦 三、范成儀的構(gòu)造及工作原理 圖2為齒輪范成儀簡圖，圓盤1表示被加工齒輪的毛坯，安裝在機架4上，并可繞機架 上的固定軸O轉(zhuǎn)動。齒條刀具2安裝在溜板3 上,當(dāng)移動溜板時，輪坯圓盤1上安裝的與被 加工齒輪具有同等大小分度圓的齒輪與并固接在溜板上的齒條嚙合，并保證被加工齒輪的分 度圓與溜板3上的齒條節(jié)線作純滾動，從而實現(xiàn)范成運動。 松開螺母5即可調(diào)整齒條刀具相對于輪坯中心的距離，因此，齒條2可以安裝在相對于 圓盤1的各個位置上，如使齒條分度線與圓盤 1的分度圓相切，則可以繪出標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓。

3、當(dāng)齒條2的中線與圓盤1的分度圓間有距離時，（其移距值xm可以在溜板3的刻度上直接讀 出來），則可按移距的大小和方向繪出各種正移距或負移距變位齒輪。 范成法是利用一對齒輪互相嚙合時，共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工的。加工時其中 一輪為刀具。另一輪為毛坯，而由機床的傳動鏈迫使它們保持固定的角速比旋轉(zhuǎn)，完全和一 對齒數(shù)比相同的齒輪相互相傳動一樣， 同時刀具還沿輪坯軸線方向作切削運動， 如此切出的 齒輪的輪廓，就是刀具刀刃的一系列位置，就能清楚的觀察到加工齒輪的范成過程。 圖2 今若用漸開線作為刀具齒廓，則其包絡(luò)線必亦為漸開線。由于在實際加工時，不易看到 形成包絡(luò)線的刀刃的一系列位置， 故通過范成儀來

4、實現(xiàn)上述的刀具與輪坯間的范成運動，用 鉛筆畫出刀具刀刃的一系位置，就能清楚的觀察到加工齒輪的范成過程。 四、實驗步驟 1. 根據(jù)齒條刀具的模數(shù) m分度圓壓力角a和被加工齒輪的齒數(shù)乙計算出被加工齒輪 的分度圓和基圓直徑，以及標(biāo)準(zhǔn)齒輪，正、負移距變位齒輪的齒根圓、齒頂圓直徑 ，將計算結(jié) 果填在試驗報告中，并標(biāo)注在附圖上. 2. 將繪有毛坯圓、分度圓、基圓等的圖紙固定在圓盤上作為毛坯，將溜板（帶齒條）置 于中間位置，并使標(biāo)準(zhǔn)齒輪象限正對齒條，調(diào)節(jié)齒條刀具的分度線與毛坯分度圓相切 ，制作標(biāo) 準(zhǔn)齒輪. 3. 將齒條移至右極端位置，開始切制齒輪，并將齒條刀具溜板每次向左移動一個微小 的距離（45毫米），在

5、代表輪坯的圖紙上，用鉛筆描下刀具刀刃的位置 ，直到形成23個完 整的齒形為止. 4. 調(diào)節(jié)齒條刀具離開輪坯中心，作正移距xm毫米，再將圖紙轉(zhuǎn)動到相應(yīng)的象限，然后重 復(fù)步驟3. 5. 調(diào)節(jié)齒條刀具使其接近輪坯中心，作負移距xm毫米，再將圖紙轉(zhuǎn)動到相應(yīng)的象限， 然后重復(fù)步驟3. 6. 比較所畫的標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪在分度圓的齒輪厚、齒間、周節(jié)以及齒頂厚、根圓、 頂圓、分度圓和基圓的相對變化特點. 五、思考題 1. 齒條刀具的齒頂高和齒根高為什么都等于（h； + c）m? a 2. 用齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時，刀具和輪坯之間的相對位置和相對運動有何要求？為 什么？ 3. 移距的目的是什么？被加工的變位齒

6、輪哪些參數(shù)發(fā)生變化，哪些不變?（相對標(biāo)準(zhǔn)齒 輪而言，如S、Sa、e、ha、hf、h、r；、rf、r），定性描述，并分析產(chǎn)生根切的原因. 4. 用齒輪插刀加工齒輪時，刀具與輪坯之間應(yīng)該具備哪幾種運動 六、實驗報告 1. 實驗?zāi)康?2 實驗原理 1. 使用儀器、材料 2. 實驗步驟 3. 齒輪尺寸計算和比較表 被加工齒輪數(shù)：z = 正變位系數(shù)：x = + 負變位系數(shù)：x =- 結(jié)果比較 計算公式計算結(jié)果 標(biāo)準(zhǔn)齒輪 正變位 齒輪 負變位 齒輪 正變位 齒輪 負變位 齒輪 分度圓直徑 基圓基徑 頂圓直徑 根圓直徑 分度圓周節(jié) 分度圓齒厚 分度圓齒間 齒頂厚 基圓齒厚 齒總高 齒根高 齒頂咼 4.附上所

7、描繪的齒廓圖 執(zhí)筆人：安培文 實驗三齒輪參數(shù)測繪 一、目的要求 1 掌握應(yīng)用游標(biāo)卡尺測定漸開線圓柱齒輪主要參數(shù)的方法； 2 鞏固并熟悉齒輪部分尺寸與參數(shù)關(guān)系和漸開線的性質(zhì)。 二、測試對象和測量工具 1件。 1 .圓柱齒輪；齒輪為奇數(shù)和偶數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪及變位直齒圓柱齒輪各 2 .游標(biāo)卡尺(游標(biāo)讀數(shù)不大于0.05毫米)。 3 .漸開線函數(shù)表(自備) 三、原理和方法 1 .漸開線直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)：齒數(shù)乙模數(shù)m齒頂高系數(shù)ha，頂隙系數(shù)c*, 分度圓壓力角：，變位系數(shù)x的測定。 A.用游標(biāo)卡尺測定公法線長度，確定m, ： 的值。 圖1 測量的方法如圖 6-1所示：用游標(biāo)尺跨過 k個齒，測得齒

8、廓間的公法線距離為Wk毫 米，然后再跨過 K+1個齒，測得其距離為 WK+1毫米。為了保證卡尺的兩個量足與齒廓在齒 高中部附近相切，K值應(yīng)根據(jù)被測齒輪的齒數(shù) Z參考表6-1決定。并注意卡尺在測量時不要 傾斜，造成卡腳與齒廓的局部接觸。 表1 Z 12-18 19-27 28-36 37-45 46-54 55-63 64-72 73-81 K 2 3 4 5 6 7 8 9 由漸開線的性質(zhì)可知，齒廓間的公法線ab(圖6-1)與所對應(yīng)的基圓上的圓弧aobo長度 相等，因此 Wk =(K-1)Pk Sb(1) （3） 所以, Wk 1 -Wk m =- 二 cosa W= Pk 二二 mcos-

9、(4) 由于式中a可能是15也可能是20。，故分別代入算出其相應(yīng)的模數(shù)，其數(shù)值最接 近于標(biāo)準(zhǔn)值的一組 m和a,即為所求的值。 B.確定被測定的變位系數(shù) x： 因為：變位直齒圓柱齒輪的公法線長度計算公式為： 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法線長度計算公式為： 2xmsin a 二 Wk（變）Wk（標(biāo)） Wk（變）Wk（標(biāo)） 2msin : 式中Wk（變）用游標(biāo)卡尺跨測 K個齒所測得的實際公法線長度； Wk（變）利用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的公法線長度公式計算而得。 若測得 Wk（變）=Wk（標(biāo)），x=0,該齒輪即為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。 c. ha、c的測定 a 根據(jù)齒根高的計算公式確定ha、C“ mz d f hf = m

10、（ h a +c -x）-（6） 式中:d -可以用游標(biāo)目卡尺測得（見圖2） 為被測齒輪的孔徑 J 12 參數(shù)為未知I,故可以“分別用ha =1，c訊=0.25和 ha=0.8, c =0.3兩組標(biāo)注值代入,符合等式的一組，即為所求的值. a 四、試驗步驟 1. 直接計算齒輪的齒數(shù) Z. 因此（6）式中僅附和C”二 .- 2. 測量Wk Wn（k+1）何df.每個尺寸測量二次取其平均值作為測量數(shù)據(jù) 3計算m 存 h；和疋（或 m、an、*、_han 和-C*）. 五、思考題 1. 決定齒廓曲線形狀的參數(shù)有哪些 2. 測量時，在保證卡尺的量足與齒廓曲線相切的條件下，卡尺的量足若放在漸開線齒 廓的不同位置上，對所測定的公法線長度 Wk有無影響？為什么？ 六、實驗報告 1. 實驗?zāi)康?2. 實驗原理 3. 使用儀器、材料 4. 實驗步驟 5. 測量和計算數(shù)據(jù) 齒輪編號 齒輪一 齒輪二 齒輪三 斜齒輪（P=10） 項目 測量數(shù)據(jù) 平 均