(精选)齿轮范成法加工原理

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齿轮加工范成法

原理和方法范成法是利用一对齿轮互相啮合时共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的，加工时，其中一轮为刀具，另一轮为齿坯，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动一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。

这样所制作的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。

若用渐开线作为刀具齿廓。

则其包络线亦为渐开线。

由于在实际加工时看不到各个位置形成的包络线的过程，故通过齿轮范成仪来实现轮坯于刀具之间的传动过程，并用笔将刀具刀刃的各个位置记录在绘图纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。

范成仪所用的模型为齿条插刀，仪器构造如图3－1所示：圆盘1绕其固定的轴心0转动，在圆盘的周缘刻有凹槽，凹槽内绕有钢丝。

钢丝2绕在凹槽内以后，其中心线形成的圆应等于被加工齿轮的分度圆。

钢丝分别固定在半圆盘及拖板上的a 、b、c、d处。

纵拖板3可在机架上4沿水平方向左右移动，同时由于钢丝2使半圆盘亦相应地向左或右转动。

形成齿条和齿轮的啮合运动。

在衡拖板上装有刀具6的衡拖板5，转动螺旋8可使相对衡拖板沿垂直方向移动，从而可调节刀具中线至轮坯中心的距离。

1—半圆盘 2—钢丝 3—纵拖板 4—机架5—衡拖板 6—齿条刀具 7—压环 8—纵杆图3-1齿条插刀的参数为：压力角＝20°，当m＝25mm时＝＝8最大位移量为＋20、－5。

在切制标准齿轮时，将刀具中线调节至与被加工齿轮分度圆相切的位置（或者使刀具的齿顶与齿轮的齿根相切）；当切制变位齿轮时，应重新调整刀具中线的位置，其变位值xm可用尺量出，则齿条即与齿轮的分度圆相切，这样切出的齿轮就是变位齿轮。

下面是实验时所用的公式：基圆直径： d=d`cos齿轮分度圆直径： d=mz齿轮齿顶圆直径： d=d+2(h+ )m 齿轮齿根圆直径： d=d-2((h+c-)m齿轮分度圆上的齿后：s=+2m式中x为变位系数，其值应满足如下关系：x≥h当h＝1 ＝20°时，＝17∵≥则齿条的径向移动距离为m。

齿轮加工

齿轮范成法加工原理齿轮范成法加工原理范成法: 是利用一对齿轮作无侧隙啮合传动时，两轮齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的方法。

它又称为包络法、展成法，是目前齿轮加工中最常用的一种切削加工方法。

那么，它的基本原理是什么?一对齿轮作无侧隙啮合传动时，共存在四个基本因素：两个几何因素(两轮的渐开线齿廓);两个运动因素(两轮的角速度和)。

在这四个因素中，只要给定其中任何三个因素，就能获得第四个因素。

一对齿轮啮合传动时，给定的是哪三个因素?获得的第四个因素是什么?齿轮刀具加工齿轮时，是已知两个运动因素(利用机床传动系统人为地使刀具与轮坯按的关系运动)和一个几何因素(刀具的齿廓)，通过包络，得到第四个因素---轮坯上的齿廓。

1、齿轮插刀插齿齿轮插刀是一个齿数为 zc的具有刀刃的外齿轮，用它可加工出模数、压力角与插刀相同而齿数为 z 的齿轮。

在切削过程中, 齿轮插刀与轮坯之间的相对运动有以下四个：1)范成运动:相当于一对齿轮的啮合运动，为加工出所需齿数z，齿轮插刀与轮坯必须以定传动比转动，这是加工齿轮的主运动。

2)切削运动:为了将齿槽部分的材料切去，齿轮插刀需要沿轮坯轴线方向作往复运动。

3)进给运动:为了切出轮齿的高度，齿轮插刀需要向着轮坯方向移动。

4)让刀运动:为避免齿轮插刀向上运动时，擦伤已形成的齿面，轮坯需要沿径向作微量运动，在齿轮插刀向下切削到轮坯前又恢复到原来的位置。

优点：用同一把刀具可加工出m、均相同而齿数不同的所有齿轮。

不仅可加工外齿轮还可以插齿加工内齿轮。

2、齿条插刀插齿齿条插刀切削齿轮时，齿轮插刀与轮坯之间的相对运动也有四个：范成运动: 相当于齿轮与齿条的啮合运动，为加工出所需齿数z，齿条插刀的移动速度与轮坯转动的角速度间的关系应为：切削运动、进给运动和让刀运动均与齿轮插刀插齿的相应运动相同。

优点：由于齿条插刀的齿廓为直线，所以，刀具制造精度较高。

共同的缺点：用以上两种齿轮刀具加工齿轮，它们的切削运动都是不连续的，生产率不高，因此在目前生产中广泛采用齿轮滚刀来加工齿轮。

范成法用于切齿的原理

范成法切齿原理齿轮加工方法很多，以切削加工方法最为常用。

范成法是利用一对齿轮啮合原理切削加工齿廓的。

如图所示，假设将标准齿条作为刀具，另一齿轮为被切齿轮毛坯。

当刀具以v=rω作等速移动，齿轮毛坯以ω作等速转动时，刀具齿廓就能切出被加工齿轮的齿廓。

标准齿条型刀具的齿形它与标准齿条基本相同，只是齿顶增加了c*m的高度，目的是为了切出被切齿轮的径向间隙。

因齿条刀的分度线等分其齿高，故又称为中线。

刀顶线与直线齿廓之间的过渡处不是直线，而是以半径为ρ的圆角刀刃。

它不能切出渐开线齿廓，只能切出齿根部分的过渡曲线。

刀顶线是用来切制被切齿轮齿根圆的。

齿条刀切齿的工作原理图2．标准齿轮的切制如图所示，齿条刀中线与齿轮坯分度圆相切并作纯滚动。

因为刀具中线上的齿厚等于齿槽宽，所以被切齿轮齿槽宽等于齿厚，即e=s。

此外，由于分度圆与中线相切，则齿根高等于齿条刀顶线至分度圆的距离(ha*+c*)m。

因为齿轮坯的齿顶圆是预先已按标准齿轮的齿顶圆直径加工好了的，故其齿顶高等于ha*m，这样切出的齿轮是标准齿轮。

3．变位齿轮的切制变位齿轮: 当齿条刀中线不与齿轮坯分度圆相切，而是相距（相割或相离）xm 时，如图（a）、（c）所示的位置。

刀具的移动速度v=rω时，此时平行于刀具中线的一条直线（节线）与轮坯的分度圆相切并作纯滚动，这种改变刀具位置，使中线距离轮坯分度圆为xm时，加工出的齿轮称为变位齿轮，x称为变位系数。

距离xm为齿条中线由切制标准齿轮的位置沿轮坯径向离开或靠近齿轮坯中心所移动的距离，称为径向变位量（简称变位量），△=xm正变位齿条刀中线远离齿轮中心，变位系数取正值(x>0)，称为正变位，所切出的齿轮称为正变位齿轮，负变位齿条刀中线靠近齿轮中心，变位系数取负值(x<0)，称为负变位，所切出的齿轮称为负变位齿轮。

2变位齿轮用同一把齿条刀切出齿数相同的标准齿轮、正变位齿轮及负变位齿轮。

它们的模数、压力角、分度圆、齿距及基圆等均相同。

范成法切齿原理

范成法切齿原理齿轮加工方法很多，以切削加工方法最为常用。

范成法是利用一对齿轮啮合原理切削加工齿廓的。

如图所示，假设将标准齿条作为刀具，另一齿轮为被切齿轮毛坯。

当刀具以v=rω作等速移动，齿轮毛坯以ω作等速转动时，刀具齿廓就能切出被加工齿轮的齿廓。

标准齿条型刀具的齿形它与标准齿条基本相同，只是齿顶增加了c*m的高度，目的是为了切出被切齿轮的径向间隙。

因齿条刀的分度线等分其齿高，故又称为中线。

刀顶线与直线齿廓之间的过渡处不是直线，而是以半径为ρ的圆角刀刃。

它不能切出渐开线齿廓，只能切出齿根部分的过渡曲线。

刀顶线是用来切制被切齿轮齿根圆的。

齿条刀切齿的工作原理图2．标准齿轮的切制如图所示，齿条刀中线与齿轮坯分度圆相切并作纯滚动。

因为刀具中线上的齿厚等于齿槽宽，所以被切齿轮齿槽宽等于齿厚，即e=s。

此外，由于分度圆与中线相切，则齿根高等于齿条刀顶线至分度圆的距离(ha*+c*)m。

因为齿轮坯的齿顶圆是预先已按标准齿轮的齿顶圆直径加工好了的，故其齿顶高等于ha*m，这样切出的齿轮是标准齿轮。

3．变位齿轮的切制变位齿轮: 当齿条刀中线不与齿轮坯分度圆相切，而是相距（相割或相离）xm时，如图（a）、（c）所示的位置。

2变位齿轮用同一把齿条刀切出齿数相同的标准齿轮、正变位齿轮及负变位齿轮。

它们的模数、压力角、分度圆、齿距及基圆等均相同。

实验一齿轮范成原理

实验一齿轮范成原理一、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. 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：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X mino17Z17min X -=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。

范成法加工齿轮

一、范成法生成齿廓的原理范成法加工齿轮是利用一对齿轮互相啮合时，其齿廓互为包络线的原理加工齿轮的一种方法。

在用范成法加工齿轮时，齿条刀作切削运动，同时又和轮坯作范成运动，相当于齿条和齿轮的啮合运动。

整个加工过程，齿轮轮坯的节圆与齿条刀的节线相切，并始终作纯滚动，即齿条刀节线在齿轮节圆上滚过的长度等于齿轮节圆上被滚过的圆弧长度，齿条刀直线齿廓的运动轨迹形成的包络线即为齿轮齿廓。

根据相对运动原理，我们可以假设齿轮固定不动，那么范成运动就可以看成是齿条刀以一定角速度ω绕齿轮圆心O 的转动和以一定速度V沿其节线方向的移动的合成。

由此，我们想到用Pro/E 中的阵列等命令来模拟范成法创建齿轮齿廓。

二、用Pro/E 模拟范成法创建渐开线齿廓的步骤1、点击Pro/E 界面中的拉伸按钮，在草绘中用命令绘制齿轮的分度圆，其半径为R 。

2、点击基准轴创建按钮，经过第1步建立的圆柱面创建基准轴。

3、点击草绘工具按钮，绘制一个与被加工齿轮相同模数和压力角的标准齿条刀。

要求齿条刀分度圆与齿轮的分度线相切，如图1所示。

图14、点击拉伸按钮，再点击去除材料按钮，选用第3步所建立的齿条截面来去除材料。

5、将第3步和第4步建立的特征成组。

6、选择第5步建立的组，点击复制按钮，再点击选择性粘贴按钮，勾选“对副本应用移动/旋转变换(A)”，确定后点击变换，再在移动列表中创建一个旋转和一个移动。

旋转的参考选用第2步建立轴，值为θ（单位为弧度）。

移动的参考选用第3步建立的齿条的最上一段（图2中的粗线部分），其移动的值为R*θ。

图27、选择第6步建立的移动复制特征，点击阵列按钮，再点击尺寸，在方向1栏中创建2个项目，选取第6步建立的旋转和移动的两个尺寸作为参考尺寸。

旋转的参考尺寸的增量为θ，移动的参考尺寸的增量为R*θ，其阵列的个数为2π/θ。

以上就是用Pro/E 模拟范成法创建渐开线齿廓的过程，图3(a)所示的是用该方法创建的模数=5，齿数=12的齿轮的渐开线齿廓。

范成法加工实验报告

一、实验目的1. 理解范成法加工齿轮的原理及过程。

2. 掌握范成法加工齿轮的实验操作步骤。

3. 分析范成法加工齿轮中可能出现的误差及解决方法。

4. 了解范成法加工齿轮的应用及优缺点。

二、实验原理范成法加工齿轮是利用一对齿轮啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理进行加工的方法。

其中一个齿轮作为刀具，另一个齿轮作为被加工的齿轮坯。

在加工过程中，刀具与齿轮坯按一定的传动比进行旋转，刀具沿齿轮坯轴线方向进行切削，从而形成齿轮的齿廓。

三、实验设备与材料1. 实验设备：范成法加工齿轮实验台、渐开线齿轮刀具、齿轮坯、游标卡尺、千分尺等。

2. 实验材料：45号钢齿轮坯。

四、实验步骤1. 将齿轮坯固定在实验台上，调整刀具与齿轮坯的相对位置，使刀具的齿顶与齿轮坯的齿根对齐。

2. 启动实验台，使刀具与齿轮坯按一定的传动比进行旋转。

3. 开启切削电源，进行切削加工。

4. 加工完成后，关闭切削电源，停止实验台旋转。

5. 使用游标卡尺和千分尺等工具对加工完成的齿轮进行测量，检查其齿形、齿距、齿厚等参数是否符合要求。

五、实验结果与分析1. 实验结果显示，通过范成法加工的齿轮齿形较为理想，齿距、齿厚等参数符合要求。

2. 在实验过程中，发现以下误差现象：（1）齿形误差：可能是由于刀具磨损、加工中心偏移等原因引起的。

（2）齿距误差：可能是由于传动比设置不准确、刀具安装误差等原因引起的。

（3）齿厚误差：可能是由于刀具磨损、加工中心偏移等原因引起的。

3. 针对以上误差现象，提出以下解决方法：（1）定期更换刀具，确保刀具的锋利度。

（2）精确调整传动比，减小传动误差。

（3）确保加工中心的安装精度，减小加工中心偏移。

六、实验结论1. 范成法加工齿轮是一种常用的齿轮加工方法，具有加工精度高、生产效率高等优点。

2. 在实验过程中，应严格控制刀具磨损、传动比设置、加工中心偏移等因素，以保证加工质量。

3. 通过本次实验，掌握了范成法加工齿轮的原理、操作步骤及误差分析，为今后从事齿轮加工工作奠定了基础。

机械设计实验齿轮范成法实验

3
2
一．实验目的
利用一对齿廓互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理。
1、特点：刀刃包络线=齿槽形状
01
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02
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二、实验原理
三、仪器与工具
大圆盘 2.横拖板 3.底座 4.齿条形刀具 5.压板
齿轮范成仪。
大圆盘 2.横拖板 3.底座 4.齿条形刀具 5.压板
6、观察所加工的标准齿轮的根切现象；观察刀具的齿顶线是否超过了极限啮合点N；观察和体会渐开线的形成过程和根切的形成过程。
7、加工变位齿轮：重新调整刀具位置（对刀），将刀具离开轮坯分度圆移动一段距离（mxmin），然后按上述方法加工变位齿轮。
加工标准齿轮
加工负变位齿轮
齿坯图尺寸的计算。附上齿廓加工图。
拧下范成仪大圆盘上的圆形压板5，将轮坯纸样安装在大圆盘上，压上圆形压板，完成轮坯的装夹过程。
5、将齿条刀具与轮坯对滚并横向移动到一端极限位置（以保证刀具横拖板底部齿条与大圆盘底部的齿轮不脱开为限），然后向另一端走刀（横向移动刀具），每次移动距离不要太大（每次移动3-4mm），以免渐开线不圆滑；每移动一次，用铅笔描下刀具的位置（注意：应把压着纸的刀具齿廓完全描下，不要漏描；否则渐开线不完全）；直至刀具拖板走到另一端不能再走为止（应保证画出2个完整齿的渐开线齿廓）。
实验报告：
2、绘图纸（260X250）、圆规、三角板、铅笔、铅笔刀、橡皮等绘图工具。
d
db
φ65
φ30
根据被加工齿轮的参数制作标准齿轮轮坯（x=0）和变位齿轮轮坯（x=xmin），将两种轮坯各画一半组成一个整圆轮坯图；并在图中画出各自的基圆、分度圆、齿根圆及齿顶圆；沿两个齿顶圆剪掉多余的纸，形成轮坯纸样。

实验三齿轮范成法实验

实验三齿轮范成原理实验在工程中，齿轮齿廓的制造方法很多，但其中以用范成法（亦称展成法）制造最为普遍。

因此，有必要对这种方法的基本原理及齿廓的形成过程加以研究。

一、实验目的：1．了解用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程。

2．了解渐开线齿轮在制造过程中产生根切现象的原因和避免根切现象的方法——变位法，并比较标准齿轮和变位齿轮各部分尺寸的异同点。

二、实验的原理和方法：1．基本原理：范成法是利用一对齿轮或齿条与齿轮啮合原理来加工齿轮的一种方法。

常见有滚齿（刀具为齿轮滚刀）法，插齿法（刀具为齿轮插刀，齿条插刀）。

我们这里只讨论齿条形刀具。

齿轮滚刀在绕其轴线自转时，其轴向剖面相当于一个沿轴线平移的齿条（见图2－1）。

滚刀范成加工齿轮是强制性地保证刀具和轮坯之间按齿条与齿轮啮合运动关系来保证齿形的准确和分度均匀。

同时再辅以切削及走刀等运动。

这样对于同一把刀具就能加工出同一模数m和压力角α的不同齿数z的齿轮。

齿条型刀具与传动用的齿条在齿形上的差别仅在于：刀具在其中线以上的高度为，比齿条高出了c*m，这部分的齿廓曲线是某种圆角部分，（图2－2）此圆角部分所范成出连接渐开线与齿根圆的某种过渡曲线，使被切齿轮在啮合传动时具有径向间隙。

由齿轮与齿条啮合传动的特点可知：用齿条型刀具加工齿轮时，被加工齿轮的分度圆始终等于节圆，而刀具上与之相切并作纯滚动的直线为节线。

齿轮范成加工中的两个重要因素是：a)运动条件：为了保证被加工齿轮的分度圆（始终等于节圆）与刀具的相切作纯滚动，一定要满足下列关系：。

b）刀具与轮坯的相对位置：加工标准齿轮时，必须以刀具的中线作为节线，使轮坯的分度圆与刀具中线相切作纯滚动，加工正（负）变位齿轮时，刀具的中线相对于轮坯中心外移（内移）一个xm使轮坯的分度圆与齿条刀具上另一条与中线平行的直线（节线）相切作纯滚动。

图2－3为一齿条刀具范成齿轮的过程，轮坯以ω回转，而齿条刀具以移动，通过机床运动链使，且轮坯分度圆与刀具节线相切，图中所示的是齿条插刀在对滚过程中在轮坯上切出的刀刃痕迹，这些刀刃痕迹的包络线即为被加工齿轮的渐开线齿廓曲线。

齿轮范成法加工原理

齿轮范成法基本原理
齿轮范成法的基本原理是通过将金属材料压入齿轮范模具中，使其变形成齿轮形状。材料在模具中的凹槽中流动，获得所需的齿轮轮廓。这种方法具有高效、精确和可控的特点。
齿轮范成法的加工步骤
1
准备工作
选择适当的齿轮范模具和金属材料，并准备加工所需的设备和工具。
2
材料预处理
对金属材料进行热处理、表面处理等预处理工作，以提高齿轮的耐磨性和强度。
齿轮范成法加工原理
齿轮范成法是一种先进的齿轮加工方法，采用先进的机械和工艺技术。本文将介绍齿轮范成法的基本原理和应用，展示其在制造业中的重要性和潜力。
齿轮范成法概述
齿轮范成法是一种现代化的齿轮制造方法，通过使用定制的齿轮范模具，将金属材料变形成齿轮形状。这种方法可以高效地生产出精密的齿轮，用于各种工业应用。
机械制造
在机械制造领域，齿轮范成法可用于生产各种精密齿轮，满足不同机械装置的要求。
航空航天
在航空的齿轮。
总结和展望
齿轮范成法是一种现代化、高效、精确的齿轮制造方法，具有广泛的应用领域。未来，随着科技的不断进步，齿轮范成法将继续发展，并在各个行业中发挥更重要的作用。
3
加热和变形
将金属材料加热至高温，然后用机械力将其压入齿轮范模具中，使其变形成齿轮形状。
4
冷却和后处理
对变形后的齿轮进行冷却和后处理，以提高其强度和精度。
齿轮范成法加工的优势
高精度
齿轮范成法可以生产出高精度的齿轮，满足各种应用的要求。
材料节约
齿轮范成法可以最大限度地利用金属材料，减少浪费。
高效性
这种加工方法具有高效性，能够快速生产大批量的齿轮。
适用性广
齿轮范成法适用于各种不同类型和尺寸的齿轮，具有广泛的应用领域。

齿轮加工机床工作原理

齿轮加工机床工作原理轮加工机床的种类繁多，构成各异，加工方法也各不相同，但就其加工原理来说，可分为成形法和范成法（展成法）两类。

（一）成形法加工齿轮成形法加工齿轮时，采用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削齿轮，即所用刀具的切削刃形状与被切削齿轮的齿槽形状相吻合。

例如，在铣床上使用具有渐开线齿形的盘形铣刀或指状铣刀铣削齿轮。

齿轮轮齿的表面是渐开线柱面。

由于形成母线（渐开线）的方法采用成形法，机床形成母线时不需要运动。

形成导线（直线）的方法是相切法。

因此机床需要两个成形运动：一个是铣刀的旋转B，一个是铣刀沿齿坯的轴向移动A。

铣完一个齿轮后，铣刀返回原位，齿坯作分度运动——转过360º/Z（Z 是被加工齿轮的齿数），然后再铣下一个齿槽，直至全部齿被铣削完毕。

采用成形法加工时，通常采用单齿廓成形刀具加工齿轮，其优点是机床较简单，可以利用通用机床加工；缺点是对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具。

在实际生产中，为了减少成形刀具的数量，每一种模数通常只配有8把刀具，各自适应一定的齿数范围，因而加工出来的齿形是近似的，存在不同程度的齿形误差，加工精度较低；而且，每加工完一个齿槽后，工件需周期性地分度一次，生产率低。

因此，用单齿廓成形刀具加工齿轮的方法，通常多用于修配行业或单件小批生产且加工精度要求不高的齿轮。

用多齿廓成形刀具加工齿轮时，在一个工作循环中即可加工出全部齿槽。

例如，用齿轮拉刀或齿轮推刀加工内齿轮和外齿轮。

采用这种成形刀具，可得到较高的加工精度和生产率，但要求刀具有较高的制造精度且刀具结构复杂。

此外，每套刀具只能加工一种模数和齿数的齿轮，所以机床也必须是特殊结构的，因而加工成本较高，仅适用于大批量生产。

（二）范成法加工齿轮范成法（展成法）加工齿轮应用齿轮啮合的原理。

在切齿过程中，模拟齿轮副的啮合过程，把其中的一个齿轮特化为刀具，强制刀具和工件作严格的啮合运动，由刀具切削刃的位置连续变化范成出齿廓。

齿轮范成法加工原理【精选文档】

齿轮范成法加工原理•本文介绍齿轮范成法加工原理范成法: 是利用一对齿轮作无侧隙啮合传动时，两轮齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的方法.它又称为包络法、展成法，是目前齿轮加工中最常用的一种切削加工方法。

那么，它的基本原理是什么?一对齿轮作无侧隙啮合传动时，共存在四个基本因素:两个几何因素（两轮的渐开线齿廓);两个运动因素(两轮的角速度和)。

在这四个因素中，只要给定其中任何三个因素，就能获得第四个因素.一对齿轮啮合传动时，给定的是哪三个因素？获得的第四个因素是什么？齿轮刀具加工齿轮时，是已知两个运动因素(利用机床传动系统人为地使刀具与轮坯按的关系运动)和一个几何因素(刀具的齿廓），通过包络，得到第四个因素--—轮坯上的齿廓。

1、齿轮插刀插齿齿轮插刀是一个齿数为 zc的具有刀刃的外齿轮，用它可加工出模数、压力角与插刀相同而齿数为 z 的齿轮。

在切削过程中，齿轮插刀与轮坯之间的相对运动有以下四个：1）范成运动：相当于一对齿轮的啮合运动，为加工出所需齿数z,齿轮插刀与轮坯必须以定传动比转动，这是加工齿轮的主运动。

2）切削运动:为了将齿槽部分的材料切去，齿轮插刀需要沿轮坯轴线方向作往复运动。

3)进给运动：为了切出轮齿的高度,齿轮插刀需要向着轮坯方向移动。

4）让刀运动：为避免齿轮插刀向上运动时，擦伤已形成的齿面，轮坯需要沿径向作微量运动，在齿轮插刀向下切削到轮坯前又恢复到原来的位置。

优点：用同一把刀具可加工出m、均相同而齿数不同的所有齿轮.不仅可加工外齿轮还可以插齿加工内齿轮.2、齿条插刀插齿齿条插刀切削齿轮时,齿轮插刀与轮坯之间的相对运动也有四个：范成运动：相当于齿轮与齿条的啮合运动，为加工出所需齿数z，齿条插刀的移动速度与轮坯转动的角速度间的关系应为：切削运动、进给运动和让刀运动均与齿轮插刀插齿的相应运动相同。

优点：由于齿条插刀的齿廓为直线，所以，刀具制造精度较高.共同的缺点：用以上两种齿轮刀具加工齿轮,它们的切削运动都是不连续的，生产率不高，因此在目前生产中广泛采用齿轮滚刀来加工齿轮。

范成法实验报告

一、实验模块机械制造基础实验二、实验标题范成法加工齿轮实验三、实验目的1. 了解范成法加工齿轮的基本原理和过程。

2. 掌握范成法加工齿轮的实验操作方法。

3. 分析范成法加工齿轮过程中可能存在的问题及解决方法。

四、实验日期2021年10月20日五、实验操作者（姓名）六、实验原理范成法加工齿轮是一种利用一对齿轮作无侧隙啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的方法。

其中一个齿轮作为刀具，另一个齿轮作为被加工的齿轮坯。

通过调整刀具与齿轮坯的相对位置，使刀具在齿轮坯上形成所需的齿廓。

七、实验步骤1. 准备实验设备：范成法加工齿轮实验装置、齿轮坯、刀具、测量工具等。

2. 安装实验设备：将齿轮坯固定在实验装置上，将刀具安装到位。

3. 设置实验参数：根据齿轮设计要求，设置刀具的径向位置、轴向位置、刀具与齿轮坯的相对位置等参数。

4. 进行实验：启动实验装置，使刀具在齿轮坯上形成所需的齿廓。

5. 测量实验结果：使用测量工具测量齿轮的齿数、齿距、齿高、齿厚等参数，并与设计要求进行对比分析。

八、实验过程1. 实验开始前，仔细检查实验设备，确保设备正常运行。

2. 将齿轮坯安装到实验装置上，确保齿轮坯与实验装置的固定牢固。

3. 根据齿轮设计要求，调整刀具的径向位置、轴向位置、刀具与齿轮坯的相对位置等参数。

4. 启动实验装置，观察刀具在齿轮坯上加工齿廓的过程。

5. 实验过程中，注意观察刀具与齿轮坯的相对运动，以及齿轮坯上齿廓的形成情况。

6. 实验结束后，关闭实验装置，取下齿轮坯，进行测量。

九、实验结果与分析1. 实验结果：根据测量结果，齿轮的齿数、齿距、齿高、齿厚等参数均符合设计要求。

2. 分析：实验结果表明，范成法加工齿轮能够满足齿轮设计要求，加工出的齿轮质量良好。

实验过程中，刀具与齿轮坯的相对运动稳定，齿廓形成过程顺利。

十、实验结论1. 范成法加工齿轮是一种有效的齿轮加工方法，能够满足齿轮设计要求，加工出的齿轮质量良好。

齿轮范成实验

齿轮范成实验齿轮范成实验可用于研究齿轮的变形和磨损等问题，能够帮助设计师提高齿轮的可靠性和寿命。

本文将介绍齿轮范成实验的基本原理、实验过程和结果分析，以便读者深入了解齿轮工程学领域的知识。

1.实验目的本次实验旨在验证不同型号的渐开线齿轮的范成过程中的变形规律和磨损情况，以及探究齿轮材料的特性对其性能表现的影响。

2.实验原理2.1 齿轮范成过程齿轮范成是指将一定的齿轮形状和尺寸通过切削、磨削等加工工艺方式制造到齿轮上。

将母齿轮压在齿轮之间，使它们的齿相连，然后将母齿轮作为直线导轨参考，利用滚子齿轮或夹紧爪的导向作用，使被加工齿轮沿着母齿轮齿面转动，与母齿轮相互啮合，完成范成过程。

2.2 渐开线齿轮的特点渐开线齿轮是应用广泛的齿轮类型之一，其具有以下特点：（1）圆弧齿形合理，使得啮合过程中齿间载荷分布和啮合时的平稳度较高；（2）一次啮合时能够传递高扭矩和高负载条件下的动力；（3）在工况条件下，齿轮表面易于受到磨损和疲劳损伤。

3.实验步骤3.1 实验器材（1）渐开线齿轮（Z=30， m=2，ρa=20，αn=20°）；（3）范成台；（4）数字千分尺；（5）显微镜。

（1）根据实验器材，制定实验计划，并对实验所需装备进行检查；（2）根据实验手册，对实验装置和仪器进行调节和校准，确保实验的准确性和可重复性；（3）将母齿轮和被测装置相互压合，通过范成台实现啮合；（4）启动实验仪器，记录范成过程的变形和磨损情况，如齿花、齿根、侧隙等参数；（5）测量被测试齿轮的齿轮轴向和径向距离并记录；（6）停止装置操作，取下齿轮，用显微镜或数字千分尺对齿面周长、齿距、齿厚等进行测量。

4.实验结果分析本次实验采用渐开线齿轮进行范成实验，通过对变形和磨损情况的记录和测量，得到了较为准确的数据。

实验结果显示，齿轮在范成过程中会产生一定的变形，但总体来说，其变形不会过大，磨损程度也较为合理。

齿轮的轴向距离和径向距离在不同的范成速度下均有所变化，不同材料的齿轮也会产生不同的表现，需要在实际工程中加以考虑。

实验二《齿轮范成原理》实验

实验二《齿轮范成原理》实验一、目的：1、掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理。

2、了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的办法。

建立变位齿轮的基本概念。

二、设备和工具：1、齿轮范成仪（有两种，但原理一样）。

2、绘图纸、圆规、三角板、剪刀、2－3支2H铅笔。

三、原理：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。

加工时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯。

它们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动一样，同时刀具还沿轮坯的轴向做切削运动。

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刀具间的传动过程；范成仪所用刀具模型是齿条刀。

轮坯用绘图纸代表。

传动中，将刀具刀刃的各个位置用铅笔记录在绘图纸上。

这样，我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。

四、构造：范成仪的构造如附图一，轮坯部分结构做成扇形构件4。

是模数18mm，齿数17的齿轮的分度圆；另一半圆是模数18，齿数9的齿轮的分度圆，它们一起装在同一轴上，摇动手柄12，可使轮坯前后移动。

刀具部分的结构是：模数18的齿条刀用铰链装在变位溜板3上，转动旋钮13可使刀具移动实现变位。

变位量可以从刻度尺1读出，变位溜板3又装在啮合溜板11上，在不作变位时，可用旋钮10锁住变位溜板。

啮合溜板11是与分度圆作纯滚动。

在无变位量时（刻度尺零位对齐）刀具2的分度线（中线）与啮合溜板11的一侧（即与分度圆作纯滚动的一侧）在同一垂直平面上。

六、实验步骤：1、根据你所使用的范成仪的参数，计算出被加工齿轮的主要尺寸d 、d a 、d f 、d b ，并将上述四个圆画在一张绘图纸上。

计算最小变位系数X min 及最小变位量（X min ·m ）。

计算该变位齿轮的d f 、d a ，并将此变位齿轮的齿顶圆及齿根圆，还有分度圆、基圆画在第二张绘图纸上。

将超出被加工齿轮齿顶圆的图纸剪去，以所得的圆形图纸作为被加工齿轮的轮坯。

范成法加工齿轮

一、范成法生成齿廓的原理范成法加工齿轮是利用一对齿轮互相啮合时，其齿廓互为包络线的原理加工齿轮的一种方法。

在用范成法加工齿轮时，齿条刀作切削运动，同时又和轮坯作范成运动，相当于齿条和齿轮的啮合运动。

由此，我们想到用Pro/E 中的阵列等命令来模拟范成法创建齿轮齿廓。

二、用Pro/E 模拟范成法创建渐开线齿廓的步骤1、点击Pro/E 界面中的拉伸按钮，在草绘中用命令绘制齿轮的分度圆，其半径为R 。

2、点击基准轴创建按钮，经过第1步建立的圆柱面创建基准轴。

3、点击草绘工具按钮，绘制一个与被加工齿轮相同模数和压力角的标准齿条刀。

要求齿条刀分度圆与齿轮的分度线相切，如图1所示。

图14、点击拉伸按钮，再点击去除材料按钮，选用第3步所建立的齿条截面来去除材料。

5、将第3步和第4步建立的特征成组。

旋转的参考选用第2步建立轴，值为θ（单位为弧度）。

移动的参考选用第3步建立的齿条的最上一段（图2中的粗线部分），其移动的值为R*θ。

图27、选择第6步建立的移动复制特征，点击阵列按钮，再点击尺寸，在方向1栏中创建2个项目，选取第6步建立的旋转和移动的两个尺寸作为参考尺寸。

旋转的参考尺寸的增量为θ，移动的参考尺寸的增量为R*θ，其阵列的个数为2π/θ。

以上就是用Pro/E 模拟范成法创建渐开线齿廓的过程，图3(a)所示的是用该方法创建的模数=5，齿数=12的齿轮的渐开线齿廓。

简范成法加工齿轮的原理

简范成法加工齿轮的原理加工齿轮是通过机械方式将齿轮预定的外径、模数和齿数等几何参数加工到工件上的过程。

它是一种重要的机械加工工艺，在各种机械传动装置中起到了重要的作用。

下面将详细介绍加工齿轮的原理。

首先，加工齿轮的原理之一是根据齿轮的几何参数进行设计。

齿轮设计的基本参数包括模数、齿数、压力角、啮合角等。

这些参数是根据传动装置所要求的传动比、工作转速、承载能力等来确定的。

齿轮设计的目的是保证齿轮在传动过程中的可靠性、效率和寿命。

其次，加工齿轮的原理之二是通过加工工艺流程将齿轮的几何参数加工到工件上。

常见的加工工艺包括滚削、铣削、车削、磨削等。

这些工艺可以分为两类：一类是从齿廓形状入手进行加工，如滚削和铣削；另一类是从齿底进行加工，如车削和磨削。

加工齿轮的关键是保证齿轮的模数、齿高、啮合间隙等几何参数与设计要求相符合。

第三，加工齿轮的原理之三是根据齿轮的材料和硬度进行热处理。

热处理可以提高齿轮的硬度和耐磨性，提高其使用寿命。

常见的热处理方法有淬火、回火、渗碳等。

热处理后的齿轮需要进行进一步的机械加工，如研磨和修整，以保证齿轮的精度和表面质量。

第四，加工齿轮的原理之四是进行齿轮的装配和调试。

齿轮的装配是将齿轮与其他传动零件进行组合，并采取适当的间隙和啮合条件，以确保齿轮传动的精度和平稳性。

调试是通过调整齿轮的相对位置和啮合条件，使其工作在设计要求范围内。

最后，加工齿轮的原理之五是根据齿轮的应用要求进行表面处理。

表面处理可以提高齿轮的抗疲劳性和耐蚀性，提高齿轮传动的可靠性和寿命。

常见的表面处理方法包括镀铬、磷酸盐化、氮化等。

总的来说，加工齿轮的原理是根据齿轮的设计要求，通过加工工艺流程将几何参数加工到工件上，并通过热处理、装配和调试等过程确保齿轮的性能和质量。

加工齿轮是一项复杂的工艺，需要高精度的加工设备和严密的工艺控制，以满足各种传动装置的要求。

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