实验二齿轮范成原理 、目的 1.掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理,了解齿廓曲线的渐开线部分及过渡曲 线部分的形成过程; 2.了解渐开线齿轮的根切现象、齿轮变尖现象及其产生的原因 3.了解变位齿轮的切制方法,并比较变位齿轮与标准齿轮的异同点。 二、设备及工具 1.齿轮范成仪 2.用3号图纸一张,削尖的铅笔两支,三角板,橡皮,计算器(学生自备) 三、实验原理 范成法加工渐开线齿廓,是利用一对齿轮(或齿轮与齿条)互相啮合时其共轭齿廓 互为包络线的原理来切齿的。如将共轭齿廓中的一个齿廓磨成刀刃(即齿轮刀具),另 为齿轮毛坯,当刀具和齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动时,齿轮刀具的刀刃就可在 齿轮毛坯上切出齿廓。又因为两个任意半径的基圆的渐开线都互为包络线,故可以用任 具有渐开线齿廓的刀具范成加工任意基圆的渐开线齿廓。其中基圆半径为无穷大的齿 条刀具的渐开线齿廓最简单,是一条直线,这就是加工渐开线齿轮用的齿条刀具的轮廓 范成仪上齿条刀具齿廓和被加工齿廓的主要参数见下表: 被加工齿轮 序号 齿条刀具参数 主要参数 类型 Z=20 x=0.25 m=16mn 2 Z=10 标准 h=l Cx=0.25 m=16mma=20° Z=10 x=0.4375 正变位 Cx=0.25 xm=7mm 图2—1是齿轮范成仪的简图,图中1为圆盘,它装在机架4上并绕0点转动,表
1 实验二 齿轮范成原理 一、目的 1. 掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理，了解齿廓曲线的渐开线部分及过渡曲 线部分的形成过程； 2. 了解渐开线齿轮的根切现象、齿轮变尖现象及其产生的原因； 3. 了解变位齿轮的切制方法，并比较变位齿轮与标准齿轮的异同点。 二、设备及工具 1. 齿轮范成仪。 2. 用 3 号图纸一张，削尖的铅笔两支，三角板，橡皮，计算器（学生自备）。 三、实验原理 范成法加工渐开线齿廓，是利用一对齿轮（或齿轮与齿条）互相啮合时其共轭齿廓 互为包络线的原理来切齿的。如将共轭齿廓中的一个齿廓磨成刀刃（即齿轮刀具），另 一为齿轮毛坯，当刀具和齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动时，齿轮刀具的刀刃就可在 齿轮毛坯上切出齿廓。又因为两个任意半径的基圆的渐开线都互为包络线，故可以用任 一具有渐开线齿廓的刀具范成加工任意基圆的渐开线齿廓。其中基圆半径为无穷大的齿 条刀具的渐开线齿廓最简单，是一条直线，这就是加工渐开线齿轮用的齿条刀具的轮廓。 范成仪上齿条刀具齿廓和被加工齿廓的主要参数见下表： 序 号 齿条刀具参数 被加工齿轮 主要参数 类 型 1 m=8mm α=20° h 1 x a = C x=0.25 Z=20 x=0 标 准 2 m=16mm α=20° h 1 x a = C x=0.25 Z=10 x=0 标 准 3 m=16mm α=20° h 1 x 0 = C x=0.25 Z=10 x=0.4375 xm=7mm 正 变 位 图 2—1 是齿轮范成仪的简图，图中 1 为圆盘，它装在机架 4 上并绕 0 点转动，表
示被加工齿轮的图纸将固定在此圆盘上。3为溜板,它在机架4的导轨上作水平移动 圆盘1与溜板3用齿轮、齿条联接,以保证溜板与圆盘作相对纯滚动,实验时,代表齿 条刀具的有机玻璃模型板2用螺钉装在溜板3上,松开螺钉5即可调整它与被加工齿轮 的径向距离。 加工标准齿轮时,应保证齿条工具的中线与被加工齿轮的分度圆相切。加工变位齿 轮时,可按变位量ⅹm调整刀具中线与被加工齿轮中心的距离(其移动的距离xm值可 在溜板上的刻度尺读出)。 四、实验步骤 1.根据所用范成仪的齿条刀具基本参数 和被加工齿轮的齿数Z、变位系数X,由齿条 刀具加工齿轮不发生根切的条件求出最小变 位系数Xmm AXA 4 17-Z 分别计算出分度圆直径、基圆直径以及标准齿轮、变位齿轮的根圆、顶圆直径,并 将计算结果填在实验报告表中。 2.在图纸上作出基圆、分度圆,并把它们分为三等分(即每部分的圆心角均为120) 为了对心方便,需分别作出这三等分圆心角的角平分线,再作这些角平分线的垂线。然 后,分别在这三等分上画出两个标准齿轮(m1=8mm,Z1=20:m2=16mm,Z2=10), 个正移距变位齿轮(m=16mm,Z=10)的顶圆和根圆。(上述步骤必需在实验之前做好 并按外径中210、孔径中36将图纸剪成一穿孔圆纸片,实验时带来。) 3.把代表轮坯的穿孔圆纸片在对准中心固定在圆盘上,使相应于标准齿轮部分的角 平线垂直于齿条刀具的中线,并调节齿条刀具的中线与轮坯分度圆相切。 4.先“切制”m1=8mm,Z1=20r的标准齿轮,后“切制”m=l6mm,Z2=10的标 准齿轮。开始“切制”齿廓时,将齿条刀具溜板推到最右(或最左)边,然后把溜板3 向左(或向右)移动,每移动一个微小的距离(约2~3毫米)时,在图纸上用削尖的 铅笔描下刀具刃的轮廓,直到形成2~3个完整的齿为止 5.切完m=16mm,Z=10的标准齿轮后,调整齿条刀具离开轮坯中心,作正移距xm (毫米),再将图纸转到相应于正移距变位齿轮的部分,重复步骤3和4。 6.比较所得的不同齿数之标准齿轮在分度圆与根圆上的齿厚,并比较标准齿轮和变
2 示被加工齿轮的图纸将固定在此圆盘上。3 为溜板，它在机架 4 的导轨上作水平移动。 圆盘 1 与溜板 3 用齿轮、齿条联接，以保证溜板与圆盘作相对纯滚动，实验时，代表齿 条刀具的有机玻璃模型板 2 用螺钉装在溜板 3 上，松开螺钉 5 即可调整它与被加工齿轮 的径向距离。 加工标准齿轮时，应保证齿条工具的中线与被加工齿轮的分度圆相切。加工变位齿 轮时，可按变位量 xm 调整刀具中线与被加工齿轮中心的距离（其移动的距离 xm 值可 在溜板上的刻度尺读出）。 四、实验步骤 1. 根据所用范成仪的齿条刀具基本参数 和被加工齿轮的齿数 Z、变位系数 X，由齿条 刀具加工齿轮不发生根切的条件求出最小变 位系数 Xmino 17 17 Z Xmin − = 分别计算出分度圆直径、基圆直径以及标准齿轮、变位齿轮的根圆、顶圆直径，并 将计算结果填在实验报告表中。 2. 在图纸上作出基圆、分度圆，并把它们分为三等分（即每部分的圆心角均为 1200）。 为了对心方便，需分别作出这三等分圆心角的角平分线，再作这些角平分线的垂线。然 后，分别在这三等分上画出两个标准齿轮（m1=8mm，Z1=20；m2=16mm，Z2=10），一 个正移距变位齿轮（m=16mm，Z=10）的顶圆和根圆。（上述步骤必需在实验之前做好， 并按外径φ210、孔径φ36 将图纸剪成一穿孔圆纸片，实验时带来。） 3. 把代表轮坯的穿孔圆纸片在对准中心固定在圆盘上，使相应于标准齿轮部分的角 平线垂直于齿条刀具的中线，并调节齿条刀具的中线与轮坯分度圆相切。 4. 先“切制” m1=8mm，Z1=20r 的标准齿轮，后“切制”m2=16mm，Z2=10 的标 准齿轮。开始“切制”齿廓时，将齿条刀具溜板推到最右（或最左）边，然后把溜板 3 向左（或向右）移动，每移动一个微小的距离（约 2～3 毫米）时，在图纸上用削尖的 铅笔描下刀具刃的轮廓，直到形成 2～3 个完整的齿为止。 5. 切完 m=16mm，Z=10 的标准齿轮后，调整齿条刀具离开轮坯中心，作正移距 xm （毫米），再将图纸转到相应于正移距变位齿轮的部分，重复步骤 3 和 4。 6. 比较所得的不同齿数之标准齿轮在分度圆与根圆上的齿厚，并比较标准齿轮和变
位齿轮在分度圆上的齿厚、齿间、周节以及齿顶齿厚、根圆、顶圆、分度圆和基圆的相 应变化和特点 注]若需“切制”负移距变位齿轮,则图纸除应作出基圆、分度圆外,还需画出相 应于负移距变位齿轮的顶圆和根圆,“切制”时将齿条刀具调离标准位置,移近轮坯中 心,作负移距xm(毫米),重复步骤3和4。 五、思考题 1.齿轮根切现象是如何产生的?如何避免?在图形上如何判断齿轮是否根切? 2.齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于(h2+c2)m? 用齿条刀具加工标准齿轮时,刀具和轮坯之间的相对位置和相对运动有何要求? 4.为什么说齿轮的分度圆是加工时的节圆?
3 位齿轮在分度圆上的齿厚、齿间、周节以及齿顶齿厚、根圆、顶圆、分度圆和基圆的相 应变化和特点。 [注]若需“切制”负移距变位齿轮，则图纸除应作出基圆、分度圆外，还需画出相 应于负移距变位齿轮的顶圆和根圆，“切制”时将齿条刀具调离标准位置，移近轮坯中 心，作负移距 xm（毫米），重复步骤 3 和 4。 五、思考题 1. 齿轮根切现象是如何产生的?如何避免?在图形上如何判断齿轮是否根切? 2. 齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于（ x x o h + c ） m? 3. 用齿条刀具加工标准齿轮时,刀具和轮坯之间的相对位置和相对运动有何要求? 4. 为什么说齿轮的分度圆是加工时的节圆?
实验报告(实验二) 班别 学号 姓名 日期 成绩 教师签名 、齿轮尺寸计算和比较表 正变位系数:X= 计算结果 结果比较 计算公式 m=8mm (与标准齿 名称 Z=20:|m=16mm,z2=10轮比较) 标准变位标准标准正变位正变位 分度圆直径d 基圆直径d 顶圆直径da 根圆直径dr 分度圆周节P 分度圆齿厚S 分度圆齿间e 齿顶厚Sa 基圆齿厚Sb 齿全高h 齿根高he 齿顶高h 二、附上所描绘的齿廓图,并在图上注明各个圆的直径。 三、思考题讨论
4 实验报告（实验二） 班 别 学 号 姓 名 日 期 成 绩 教师签名 一、齿轮尺寸计算和比较表 正变位系数：X= 名称 计算公式 计算结果 结果比较 （与标准齿 轮比较） m1=8mm， Z1=20； m2=16mm，Z2=10 标 准 变 位 标 准 标 准 正变位 正变位 分度圆直径 d 基圆直径 d 顶圆直径 dα 根圆直径 df 分度圆周节 P 分度圆齿厚 S 分度圆齿间 e 齿顶厚 Sa＇ 基圆齿厚 Sb 齿全高 h 齿根高 hf 齿顶高 hα 二、附上所描绘的齿廓图，并在图上注明各个圆的直径。 三、思考题讨论