渐开线圆柱直齿轮范成实验一

精密机械设计实验报告班级 ______________

姓名 _____________

齿轮范成实验学号 _____________

一、实验目的

1、观察渐开线齿廓的范成形成过程，由此掌握范成法加工齿轮的原理。

2、观察根切的产生过程，了解根切产生的原因及避免根切的方法。

3、分析比较标准齿轮与变位齿轮的异同点。

二、实验设备和工具

4、已知条件：要加工的齿轮参数为：

a）m=15，α＝20︒，Z＝10，h a*=1，c*=0.25

b）m=15，α＝20︒，Z＝6，h a*=1， c*=0.25

5、实验设备：齿轮范成仪

三、实验要求

1、课前要求：

1)复习范成法加工齿轮的原理、渐开线齿轮的根切及变位齿轮的有关内容；

2)根据选定的齿轮参数计算齿轮的下列尺寸：

标准齿轮：r、r

b 、 r

f

、r

a

、 s、s

a

及s

b

变位齿轮： x（取x= x

min ）、 r、 r

b

、 r

f

、r

a

、s、s

a

及 s

b

；

将计算好的数值填入尺寸计算表格中（要求计算精度：小数点后2位）。

3)在绘图纸（或其它厚纸）上画出中心线、分度圆、基圆及齿顶圆和齿根圆

（注意：半个圆画标准齿轮的，另半个圆画变位齿轮的）。根据变位齿轮的

齿顶圆大小剪好直径为d

a

的齿轮轮坯，然后在其中心剪出直径为28毫米的圆孔。

4)准备好铅笔或圆珠笔、圆规、三角板等用具。

2、实验课上：

1)了解齿轮范成仪的原理、结构及安装。根据选择所要加工齿轮的参数安装

好齿轮范成仪。

2)将纸质“轮坯”安装到范成仪的圆盘上，必须注意对准中心。

3)调节刀具位置，使刀具中线与被加工齿轮分度圆相切，此时切制的齿轮是

标准齿轮。切制变位齿轮时重新调整刀具位置。

4)“切制”齿廓时，先把刀具移向一端，然后当刀具向另一端移动2mm左右

距离时，描下刀刃在图纸轮坯上的位置，直到形成2～3个完整的齿形为止

（注意半个圆上画标准齿轮，另半个圆上画变位齿轮）。

5)“切制”齿廓的同时应注意齿廓的形成过程；观察根切现象。

四、实验报告要求

1)画好的图上标注出s， e， s

b 及s

a

, 并测量出各个量的大小（圆弧长度可分为

若干小段圆弧，然后近似地用其所对应的弦长代替）填入尺寸计算表格；

2)比较标准齿轮与变位齿轮的异同点；比较计算结果与实验结果，分析误差产生

的原因；

3)回答思考题。

五、渐开线齿轮范成仪工作原理

图1 渐开线齿轮范成仪

实验所用渐开线齿轮范成仪如图1所示，工作台（图纸托盘1）绕定轴转动，齿轮2带动有齿条的滑架3在水平底座4的水平导向条上作水平移动；齿条刀具5通过螺钉7固定在滑架3上，松开螺钉7可使齿条刀具5作上下移动，实现刀具的变位运动。

当齿条刀具5的中线与被加工齿轮分度圆相切时，此时滑架3的齿条中线与刀具中线重合（齿条刀具5上的标尺刻度与滑架3上的零刻度线对准）。推动滑架3时，工作台上的被加工齿轮分度圆与齿条刀具中线作纯滚动，这是切制标准齿轮的状态。

改变刀具5的位置可使刀具中线与滑架3齿条中线分离，即齿条刀具5的中线远离或接近被加工齿轮分度圆，移动的距离为x m可由端部的标度尺上读出，从而可切制变位齿轮。

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附录1 任意圆上齿厚的计算公式

齿顶圆齿厚：

a α为齿顶圆压力角

节圆齿厚： α'为节圆压力角

基圆齿厚：在上述公式中s 为分度圆齿厚。

对于标准齿轮，

对于变位齿轮，

备注：

1.渐开线函数：

其中： 为渐开线齿廓在任意一点K 的压力角；

称为压力角αk 的渐开线函数，工程上用inv αk 表示θk

2.法向齿距：

α

ααθk k k k

inv -==tan

α

k θ

k

απcos m p

n

=