实验三 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）掌握用展成法（范成法）加工渐开线齿轮的原理，了解根切现象。

（2）了解变位修正法加工渐开线齿轮的基本概念，分析比较变位齿轮与标准齿轮的异同，加深对变位齿轮的认识。

（3）巩固渐开线齿轮基本尺寸的计算公式。

二、实验设备和用具

螺母4圆盘1

图1 齿轮范成仪简图

1）范成仪的构造及加工原理

范成仪的构造如图1所示。圆盘1可绕其固定轴心O转动，在圆盘1的后面加工出与齿条啮合的齿轮，齿条6可沿机架作水平方向移动，齿条移动时带动齿轮（圆盘1）转动，圆盘1上的齿轮与齿条6可保证被加工齿轮的纯滚动。与齿条刀5的中线相切的的圆（以O为圆心）相当于被加工齿轮的分度圆。松开调节螺钉3 ；齿条刀可以沿垂直方向移动，从而可以调节刀具中线至被加工轮坯中心的距离，这样就能加工出标准或变位齿轮。

范成法又称展成法，共轭法或包络法。范成法加工齿轮是应用一对互相啮合的齿轮其共扼齿廓是互为包络的原理。加工时视其一轮为刀具，另一轮视为待加工轮坯。只要刀具与轮坯之间的运动和一对真正的齿轮互相啮合传动一样，则刀具刀刃在轮坯的各个位置的包络线就是渐开线。实际加工时，刀具除作展成运动外还沿着轮坯轴线作切削运动。本实验将模拟齿条插刀范成加工渐开线齿轮的过程（与实际不同之处在于实验中轮坯静止，齿条绕其作纯滚动，但二者的相对运动与实际加工时相同）。

2）刀具的参数

m=10，α=20°，h *a =1，c *=0.25

3）同学自备

一剪好的圆形图纸 φ150 mm ，在图纸上预先分好二等份，并分别画出

齿轮的齿数为z=10的标准齿轮及不产生根切的正变位齿轮的相应圆（见三(1)—（3）） ，并在圆图纸中间剪出φ1=6 mm 的小圆。

铅笔、小刀、三角板和剪刀。

三、实验方法和步骤

（1） 求出待加工齿轮z=10不产生根切的最小变位系数。

x min =（17-z ）/17=0.412

（2） 按照刀具的参数及被加工齿轮的齿数Z=10，利用公式分别计算标准齿轮和变位齿轮的以下几何

尺寸： 分度圆直径 d = mz 齿距 p =πm

齿顶圆直径 d a = m (z +2h a *+2x ) 齿厚 )22(απ

xtg m s +=

齿根圆直径 d f = m (z -2h a *-2c *+2x ) 齿槽宽 )22

m(e απ

xtg -= 基圆直径 d b = mz cos α 全齿高 h=m(2h a *+c *)

齿顶高 h a =m(h a *+x) 齿根高 h f =m(h a *+c *-x)

（3）将圆形图纸划分为两个象限，分别表示待加工的标准齿轮和变位齿轮，并在其上画出相应的分

度圆、齿顶圆、齿根圆和基圆。在变位齿轮的象限中画出r =mz/2+xm= 54.12mm 的圆。

（4）绘制标准齿轮的齿形

①用螺母和压板将圆形图纸固定在圆盘1上，调整其周向位置，使齿条刀移动范围恰好与图纸上标准齿轮的半个象限对应，并使齿条刀的中线与轮坯分度圆相切。

②将齿条刀推至一端，用削尖的铅笔画出该位置时齿条刀在图纸上的投影线，然后将齿条刀渐次向另一端移动一很小的距离，再用铅笔画出齿条刀的投影线，直至齿条刀移至另一端为止。这些稠密投影线的包络线就是被切齿轮的渐开线齿廓曲线。此时画出的为渐开线标准齿轮的齿廓形状。

（5）绘制变位齿轮的齿形

调整齿条刀的铅垂位置，使其移动一变位量xm ，即使齿条刀的中线与轮坯的r=54.12mm 的圆相切并重复①、②过程，在圆图纸变位齿轮的象限内范成出变位齿轮的齿廓形状。

（6）比较标准齿轮与变位齿轮的齿形，填写实验报告表Ⅰ。

四、实验报告

实验名称：实验日期：

实验人班级：实验人姓名：

评分：

1、实验结果：

表格Ⅰ：渐开线齿廓范成

2、回答及添空：

（1）范成法加工标准齿轮时，刀具中线与被加工齿轮的分度圆应保持，当加工正变位齿轮时，刀具应齿轮毛坯中心，当加工负变位齿轮时，刀具应齿轮毛坯中心。（2）范成法加工渐开线齿轮时，什么情况下会发生根切？若要避免根切可采取措施？