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1、渐开线齿廓范成原理一、实验目的与要求二、实验内容三、仪器和工具四、原理和方法五、齿廓范成仪六、实验步骤七、相关数据填写一、实验目的与要求n n1.掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理；n n2.了解渐开线齿轮产生根切现象的原因及其避免方法；n n3.分析比较标准和变位齿轮的异同点。二、实验内容n n1.用齿廓范成仪绘制17齿的标准齿轮的齿23个，并观察轮廓的形成过程；n n2.用齿廓范成仪绘制9齿的标准齿轮的齿12个，了解发生根切的原因。观察根切部分的形成过程；n n3.用移距变位法避免根切。绘制9齿的变位齿轮的齿12个 。三、仪器和工具n n1.齿廓范成仪；n n2.剪刀；n n3.钢板尺四
2、、原理和方法1.1.原理原理n n范成法是利用一对齿轮互相啮合时其共轭齿廓互范成法是利用一对齿轮互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的。加工时其中一齿为包络线的原理来加工齿轮的。加工时其中一齿轮为刀具，另一齿轮为轮坯。它们仍保持固定的轮为刀具，另一齿轮为轮坯。它们仍保持固定的角速比传动。完全和一对真正的齿轮互相啮合传角速比传动。完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。动一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。这样制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置这样制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置上的曲线族的包络线。若用渐开线作为刀具齿廓，上的曲线族的包络线
3、。若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线亦必为渐开线。则其包络线亦必为渐开线。 如插齿加工如插齿加工0 00 0齿轮插刀加工齿轮插刀加工i=0 0 /=z/z/=z/z0 0二、范成法二、范成法1. 齿轮插刀齿轮插刀共轭齿廓互为包络线共轭齿廓互为包络线切切削削运运动动0 0范成运动范成运动让刀运动让刀运动四、原理和方法2.2.方法方法 由于在实际加工时，看不到刀刃在各个位置形由于在实际加工时，看不到刀刃在各个位置形成包络线的过程故通过齿廓范成仪来实现轮坯与成包络线的过程故通过齿廓范成仪来实现轮坯与刀具间传动。并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记刀具间传动。并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记录在绘图纸上。这样
4、我们就能清楚地观察到齿廓录在绘图纸上。这样我们就能清楚地观察到齿廓范成的过程。范成的过程。 本实验用的齿廓范成仪是以齿轮与齿条啮合原本实验用的齿廓范成仪是以齿轮与齿条啮合原理设计的。它可以验证齿廓范成原理及了解刀具理设计的。它可以验证齿廓范成原理及了解刀具加工齿轮的关系。它的结构可看成由齿坯与刀具加工齿轮的关系。它的结构可看成由齿坯与刀具两部分组成。两部分组成。五、齿廓范成仪n n1.结构图n n2.结构介绍2.12.1齿坯部分的结构：做成扇形的构件齿坯部分的结构：做成扇形的构件4 4 是模数是模数1818齿数齿数1717的齿轮分度圆。在另一个盘上做成有模数的齿轮分度圆。在另一个盘上做成有模数
5、1818齿数是齿数是9 9的的分度圆与基圆。它们都可以一起绕圆心转动。分度圆与基圆。它们都可以一起绕圆心转动。2.22.2刀具部分的结构：模数刀具部分的结构：模数1818的齿条形插刀的齿条形插刀2 2用铰链装在用铰链装在移距溜板（径向移动溜板）移距溜板（径向移动溜板）3 3上；转动旋钮上；转动旋钮13 13 可使刀可使刀具移距。移距量由刻度具移距。移距量由刻度1 1指示。移距溜板指示。移距溜板3 3 又装在啮合又装在啮合溜板溜板1111上。当不移距时可用手柄上。当不移距时可用手柄1010将移距溜板将移距溜板3 3 锁紧锁紧在啮合溜板（横向移动溜板）在啮合溜板（横向移动溜板）1111上。当无移距
6、量（刻上。当无移距量（刻度尺度尺0 0位对齐）时，刀具位对齐）时，刀具2 2 的分度线（中线）与啮合溜的分度线（中线）与啮合溜板板1111的一侧重合。的一侧重合。2.32.3实验时，旋下螺钉实验时，旋下螺钉7 7。打开刀具。打开刀具2 2。将轮坯放在刀具。将轮坯放在刀具2 2与压板与压板8 8 的下面。再旋下螺钉的下面。再旋下螺钉7 7压紧坯纸。调节刀具压紧坯纸。调节刀具2 2 到到0 0位。转动手柄位。转动手柄1212使对应的使对应的m=18m=18、z=17z=17的分度圆的分度圆4 4与啮合溜板与啮合溜板1111压紧。注意切勿挤死。移动啮合溜板靠压紧。注意切勿挤死。移动啮合溜板靠摩擦力带
7、动分度圆转动，而形成范成运动。每移过一个摩擦力带动分度圆转动，而形成范成运动。每移过一个位置用铅笔在轮坯纸上画下刀具廓线，这样，就在轮坯位置用铅笔在轮坯纸上画下刀具廓线，这样，就在轮坯纸上包络出齿形。如果刀具有移距就会绘出变位齿轮。纸上包络出齿形。如果刀具有移距就会绘出变位齿轮。六、实验步骤n n给定条件：n n梳刀：m=18mm;=20;；n n轮坯：（1）Z=17；（2）Z=9A、17齿标准齿轮n n1.在实验前按给定条件、等算出被加工齿轮的分度圆直径。标准齿轮的基圆、齿根圆及齿顶圆，并在轮坯纸上画出这些尺寸。n n2.打开梳刀2、旋开压紧螺钉7、将轮坯纸放在刀具和压板的下面，再使各部复原
8、。转动卡盘6使轮坯纸放在适当的位置。n n3.调节梳刀在0位。n n4.将梳刀移到极右边。压紧方向摇手柄12。使分度圆与啮合溜板11紧密接触。n n5.按范成原理绘出23个完整齿形。B、9齿标准齿轮n n1.1.实验前按给定条件、等算出齿轮的主要尺寸实验前按给定条件、等算出齿轮的主要尺寸 、并在轮坯纸的半圆上画出这些尺寸。另一半、并在轮坯纸的半圆上画出这些尺寸。另一半留着绘制变位齿轮。留着绘制变位齿轮。n n2.2.绘制齿廓的方法除应以对应绘制齿廓的方法除应以对应9 9齿的分度圆齿的分度圆5 5与啮与啮合溜板接触外，其它都与前面所说的相同。合溜板接触外，其它都与前面所说的相同。n n3.3.观
9、察根切现象。观察根切现象。C、9齿变位齿轮 在范成仪上绘制变位齿轮齿廓的方法基本上与在范成仪上绘制变位齿轮齿廓的方法基本上与上面所讲的步骤一样，不同的是为了避免根切刀上面所讲的步骤一样，不同的是为了避免根切刀具应向外移动一段距离使刀具齿顶线不超过理论具应向外移动一段距离使刀具齿顶线不超过理论啮合线上的点，这个最小的移距啮合线上的点，这个最小的移距minmin可用计算可用计算法求得。法求得。参阅教材中有关章节有 将各参数之值代入上式，求 得最小移距系数0.47，根据 即可算得最小移距量8.47。 将将 计入实验报告中所列各项内，分析比较计入实验报告中所列各项内，分析比较变位齿轮与标齿轮的变化情况
10、（当考虑一对变位变位齿轮与标齿轮的变化情况（当考虑一对变位齿轮时，看作齿轮时，看作0 0传动，即（可不考虑齿顶高变动系传动，即（可不考虑齿顶高变动系数）数）计算数据（17齿标准齿轮）项目项目计算公式计算公式单位单位计算结果计算结果分度圆直径分度圆直径基圆直径基圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径 齿根圆直径齿根圆直径分度圆齿厚分度圆齿厚 分度圆齿槽分度圆齿槽宽宽 项目项目计算公式计算公式标准齿轮标准齿轮计算结果计算结果变位齿轮计变位齿轮计算结果算结果分度圆直径分度圆直径齿顶圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿根圆直径基圆直径基圆直径齿距齿距基圆齿距基圆齿距分度圆齿厚分度圆齿厚分度圆齿槽宽分度圆齿槽宽最小变位系数最小变位系数齿形比较齿形比较计算数据（9齿齿轮）五、齿廓范成仪
