实验九齿轮范成法加工实验

实验九齿轮范成法加⼯实验
实验九齿轮范成法加⼯实验
⼀、实验⽬的
1. 掌握⽤范成法加⼯渐开线齿轮的基本原理；
2. 了解齿轮产⽣根切现象的原因和避免根切的⽅法；
3. 分析⽐较标准齿轮与变位齿轮的异同点。

⼆、实验概述
1. 实验原理
范成法是利⽤齿廓啮合的基本定律来切制齿廓的，⼀对齿轮（或齿轮齿条）互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线。

加⼯时，其中⼀齿轮（或齿条）为⼑具，另⼀轮为轮坯，两者作相对运动，同时⼑具还沿轮坯的轴向作切削运动，最后轮坯上被加⼯出来的轮廓就是⼑具在各个位置的包络线，其过程与⽆齿侧间隙啮合传动类似。

借助齿轮范成仪，可以清楚地了解齿廓形成的过程。

2. ⾃备⼯具
卡纸（A4）、圆规、三⾓尺、剪⼑、铅笔
三、实验内容及步骤
1.齿轮坯的准备
⽤A4⼤⼩的卡纸准备两只齿轮坯，基本参数如下
模数：m=20 mm ；齿数：z=10；压⼒⾓：20α?=；齿顶⾼系数*a h =1；
顶隙系数*c =0.25。

⼀只齿轮⽤来切制标准齿轮，剪出半圆⽑坯纸，计算其齿顶圆半径、齿根圆半径、分度圆半径、基圆半径并绘出上述四圆，剪成略⼤于齿顶圆的⼤半圆齿轮坯。

另⼀只齿轮⽤来切制变位齿轮，变位系数x 按不发⽣根切的条件x *min min ()/a h Z Z Z ≥-选取，但不宜选过⼤。

暂设齿顶⾼变动系数δ=0，
计算出上述四圆的半径，并剪成齿轮坯。

2.齿轮坯的安装
取下范成仪上的压板，按压板上螺钉孔的位置，在齿轮坯上开三个⼩孔，将齿轮坯中⼼对准范成仪的中⼼，⽤压板压紧轮坯。

利⽤元宝螺帽调整齿条⼑具（齿板）离齿轮坯中⼼的距离，使齿条⼑具左右移动时，⼑具的顶端均能与齿轮坯齿根圆相切。

安装变位齿轮时需要重新调整。

3.范成齿廓
先将齿条⼑具移到左端，使⼑具的齿廓退出轮坯中标准齿轮的齿顶圆（注意为了防⽌脱线，不要让齿轮坯中⼼线的倾斜度超过90度），⾃左端向右移动齿条⼯具，每隔约2-3mm，在⽑坯纸上画出齿条⼑具的轮廓线，注意画线时不要漏线，直到⼑具的左端移进中线为⽌，这时便范成出3个完整的齿形
4.换上另⼀齿坯，重复步骤2和3，完成变位齿轮齿廓的范成（注意齿板向上移是负变位，向下移是正变位）。

5.观察根切现象
⽤范成法加⼯齿轮时，若⼑具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的交点超过被切齿轮的啮合极限点，则⼑具的齿顶会将被切齿轮之齿根的渐开线齿廓切去⼀部分。

被切制的齿轮根部被切去⼀部分后，破坏了渐开线齿廓，此现象叫根切。

产⽣了严重根切现象的齿轮，⼀⽅⾯削弱了轮齿的抗弯强度，另⼀⽅⾯使齿轮传动的重合度有所降低，这对传动⼗分不利，所以应避免根切现象的产⽣。

四、注意事项
1.实验前按实验步骤1的要求准备好两个齿轮坯，并带上圆规、铅笔、橡⽪、剪⼑等实验⼯具；
2.实验中，⼑具移到左端和右端时，注意不要使齿轮坯的中⼼线倾斜度超过90度，以免损坏线传动范成仪；
3.绘制齿形时笔尖要紧贴⼑具的外侧。

五、实验结果及思考题
1.填写表格数据
2.将两个齿形图标注完整，如有根切现象请指出根切位置。

3.⽐较标准齿轮与变位齿轮的齿形有什么不同，并分析其原因。

4.⽤齿条⼑具加⼯标准齿轮时，⼑具与轮坯之间的相对位置和相对运动有何要求？为什么？
5.影响根切的因素有哪些，在加⼯齿轮时如何避免根切现象？。