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1、- 1 - -+实验二：渐开线齿轮齿廓范成原理实验一、实验目的和要求目的：掌握用范成法制造渐开线的基本原理; 掌握渐开线产生切齿干涉的原因和克服切齿干涉的方法；分析比较标准齿轮与变位齿轮的异同点。二、实验原理范成仪上所用的刀具模型为齿条插刀。范成仪的构造如图所示，圆盘1 绕其固定的轴心O转动，在圆盘的周缘有凹槽，槽内绕有尼龙绳2，尼龙绳在槽内以后，其中心线所形成的圆应该等于被加工齿轮的分度圆。尼龙绳的一端固定在横拖板3 的 a 处，另一端固定在横板拖板的b 处。横拖板可以在机架4 上沿水平方向移动，通过尼龙绳的作用，使圆盘相对于横拖板的运动等于被加工齿轮相对齿条的运动（新的范成仪根据此原理已采
2、用齿轮与齿条传动）。在横拖板上另有一个带有刀具6 的纵拖板5，转动螺旋8 时，可使纵拖板相对于横拖板沿垂直方向移动，以调节刀具中线到轮抷中心的距离。图 齿轮展成仪结构示意图1-托盘； 2-轮坯分度圆； 3- 滑架； 4- 支座； 5- 齿条（刀具）；6-调节螺旋； 7、9- 螺钉； 8- 刀架； 10- 压环三、主要仪器设备及材料1 仪器：齿轮范成仪2 自备：圆规、铅笔、剪刀、三角板、绘图纸。四、试验方法与步骤1 切制标准齿轮时，将刀具中线调节至与被加工分度圆相切的位置。2 切制变位齿轮时，将刀具中线调节至离开被加工齿轮分度圆的切线一段距离xm，此值可由横拖板端面上的刻度读出。3 根据刀具的原
3、始参数和被加工齿轮分度圆直径，计算出被加工的标准齿轮和变位齿轮的基- 2 - 圆、根圆以及顶圆的直径，并将上述四个圆画在纸上。然后将纸剪成比顶圆直径大出1-2mm的圆形作为轮抷。变位齿轮顶圆直径以高度变位传动计算。4 把代表轮抷的图纸放在圆盘上，对准中心后用压环压紧。5 开始切制齿廓时，可移动横拖板， 将刀具推到范成仪的一端。然后每次向另一端移动一个不大的距离， 这时就在代表轮抷的图纸上有铅笔押下刀具刃的位置，直到形成2-3 个完整的轮齿为止。6 用渐开线标准齿形样板检验齿轮的渐开线齿廓，观察有无切齿干涉现象。如有切齿干涉现象，则分析其原因，并计算出最小变位系数Xmin 。7 按教师指定的变位
4、系数X 和步骤 2 所述的方法，重新调切刀具的位置，使其处于切削变位齿轮的位置进行切制齿轮。然后进行变位齿轮的齿廓检验。8 比较切制出的标准齿轮和变位齿轮的具厚、齿槽宽、 齿距、 齿顶厚、 基圆齿厚、 根圆、顶圆、分度圆和基圆的相对变化情况。五、实验数据记录、处理及结果分析附页：渐开线齿轮范成原理实验报告六、讨论、心得通过实验，对渐开线标准齿轮以及变位齿轮的形成过程进行了深入了解，对它们的区别有了更深的认识。 并且对齿条刀具的结构形状进行了了解，对根切现象以及根切现象的形成原因有了深入认识- 3 - 渐开线齿轮范成原理实验报告班级：学号：姓名：一、原始数据模数压力角齿顶高系数顶隙系数分度圆直径
5、齿数变位系数m=20 =20 ha*=1 c*=0.25 d=160 z=8 x1=0.5/x2=-0.5 二、实验参数 项目标准齿轮正变位齿轮负变位齿轮 齿顶圆直径 da=200 d+m(2+2x)=220 =180 齿根圆直径 df=110 d-m(2,5-2x)=130 =90 三、实验结果 1 齿 廓 图标准正变位负变位如：手工轮廓图四、实验结果 2 项目相对标准齿轮结果比较定性说明 正变位齿轮负变位齿轮 齿距 p 不变不变 齿槽宽 e 减小增大 齿厚 s 增大减小 齿顶圆直径 da增大减小 齿根圆直径 df增大减小思考题：1 用齿轮刀具加工标准齿轮时，刀具和轮抷之间的相对位置和相对运动有何要求？为什么要有这样的要求？解答：当切制标准齿轮时，相当于齿轮与齿条处于“标准安装”位置，即：齿坯的分度圆与节圆重合、 齿条刀具的中线与机床节线重合，所以齿坯的分度圆与齿条刀具的中线相切。齿坯的分度圆与齿条刀具的中线亦在做无摩擦的纯滚动，即在节点处刀坯r1坯。2 齿条刀具的齿顶高为什么等于（ha*+c* ）m ? 解答：与齿条不同的是，在刀具的齿顶多了一个顶部CCm 部分，以便于在齿坯的根部切制出顶隙CCm。3 通过实验，你认为根切现象产生的原因是什么？避免根切的方法有哪些？解答：根切现象原因：刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过理论啮合线极限点N 避免根切：变位修正- 4 -
