渐开线齿廓的范成实验

实验二渐开线齿廓的范成实验
一、实验目的
1、掌握用范成法加工渐开线齿廓的基本原理，观察齿廓的渐开线及过渡曲线的形成过程；
2、了解渐开线齿轮根切现象和齿顶变尖现象的原因及用变位修正来避免发生根切的方法；
3、分析、比较标准齿轮和变位齿轮的异同。

二、实验设备和用具
1、齿轮范成仪；
2、自备：￠220㎜圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚），削尖的HB铅笔、橡皮、圆规（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器。

三、实验原理
范成法是利用一对齿轮（或齿条与齿轮）相互啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理为加工轮齿的方法。

刀具有渐开线齿轮（齿条）的外形，它与被切削齿轮坯的相对运动，完全与一对齿轮（或齿条与齿轮）的啮合过程一样，显然这样切制得到的轮齿齿廓就是刀具的刀刃在各个位置时的包络线。

本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为m=20，a=20°，ha*=1，c*=0.25。

仪器构造简图如图2报示。

圆盘2代表齿轮加工机床的工作台；固定在它上面的圆形纸代表被加工齿轮的轮坯，它们可以绕机架5上的轴线O转动。

齿条3代表切齿刀具，安装在滑块4上，移动滑板时，齿轮齿条使圆盘2与滑板4作纯滚动。

齿条刀具3可以相对于圆盘作径向移动，当齿条刀具中线与轮坯分度圆之间移距为xm时（由滑板4上的刻度指标），分度圆则跟与刀具中线相平行的刀具切线相切并作纯滚动，具按移距的大小和方向切制出正变位或负变位齿轮的齿廓。

图2
四、实验步骤
1、被加工齿轮的模数m=20，z=8，变位系数为+0.53，分别计算其分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆直径，填入实验报告表内。

2、将￠220㎜圆形图纸分成2等分，即圆心角各为180°；再画出分度圆、基圆及各
自的齿顶圆和齿根圆，其参数及尺寸应分别标注清楚。

以上步骤应在实验课前完成。

3、取m=20㎜的齿条刀具模型和￠220㎜的圆形图纸，安装在齿轮范成仪上。

将刀具滑板4先移支中间，使x1=0区间进入被切削范围。

为确保“轮坯”中心与圆盘２中心对准，必须使其角平分线与范成仪上的径向线对准，并使刀具中线与“轮坯”分度圆相切具垂直于角平分线；使刀具顶线与“轮坯”齿要圆相切。

来回移动刀架滑板４，直到满足以上要求，再拧紧蝶形螺母，通过压板１压紧“轮坯”，固定紧齿条刀具。

移动滑板４，使刀具某一侧刃线通过“轮坯”中心，画出“轮坯”上的这条径向线。

再将滑板４移到左边位置，准备进行“切削”。

３、每当把滑板４向右推动一个较小的距离时，在代表轮坯的圆形图纸上，用铅笔笔尖始终紧贴着刀具轮廓描下刀刃的位置，表示齿条插刀切削一次的刀刃痕迹。

应控制使其间距匀称。

表示等速范成。

重复描绘；直到形成2-3个完整齿形为止。

仔细观察齿廓的形成过程，可清楚地看到被切到的部分成为齿槽，留下的部分即为直线刀刃范成包络而成的渐开线轮齿。

当刀具侧刃与事先画好的轮坯径向线共线时，表示轮齿的渐开线齿廓已全部切成，观察这条径向线内的轮齿根部有无被切去的部分。

5、将滑板退回到左边位置，松开压板1、将“轮坯”转到正变位齿轮区间，按步骤3的要求的调整、定位。

但刀具应靠近“轮坯”中心x2m，刀具顶线与齿根圆相切，这时与“轮坯”分度圆相切的是与刀具中线平行的另一条“刀具节线”。

重复上一步骤，绘制出正变位齿轮的轮廓。

观察比较标准齿轮、正变位齿轮的齿形变化和其齿厚、齿槽宽、周节、齿顶厚、基圆齿厚、齿顶圆直径、齿根圆直径有无变化，相对变化的特点以及根切现象、齿顶变尖现象。

五、范成齿廓的毛坯图样（见图3）
图3
渐开线齿轮范成原理
系班姓名成绩
实验指导老师
（一）齿条刀的基本参数：
模数m 20mm 压力角a 20°
h 1 径向间隙系数c*0.25
齿顶高系数*
a
（二）范成齿轮的计算数据：
(三)范成齿廓图一张
齿廓图要求至少有两个以上完整的齿廓曲线。

（四）仔细观察齿轮图，比较标准齿廓与变位齿廓的异同点：
注：正变位齿廓与标准齿廓进行比较时，只说明变化特点，填写“增大”或“减少”或“不变”即可，不要求具体数字。