实验三 齿轮范成加工实验

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1、实验三齿轮范成加工实验一、实验目的1、掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理，观察齿廓的形成过程；2、了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；3、分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。二、设备和工具1、齿轮范成仪；2、绘图纸两张（自备）尺寸：350*280（mm）、220*220（mm），并按实验步骤1，在实验前预先剪制成图2所示形状；3、三角板、铅笔（自备）。三、实验原理和方法范成法是利用一对齿轮齿条互相啮合时，其共轭齿廓是互为包络线的原理来加工齿轮的。加工时齿条为刀具，另一齿轮为轮坯，它们按固定的速比传动，完全和一对真实的齿轮齿条互相啮合传动一样，同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运

2、动。这样制成的齿轮齿廓就是刀具刀刃在轮坯上留下的各位置的包络线。若用斜直线作为刀具齿廓，则其包络线必为渐开线。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，故通过齿轮范成仪来实现轮坯与刀具间的传动，并用铅笔将刀刃的各个位置记录在轮坯纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成加工的过程。范成仪所用的刀具模型为齿条插刀，仪器的结构如图1所示。图1齿轮范成仪圆盘5绕固定轴心转动，其中半圆4或圆盘5为被加工齿轮的分度圆；用啮合拉紧手柄控制分度圆4或分度圆5使其与啮合溜板压紧。当啮合溜板在机架上沿水平方向移动时，靠摩擦力带动圆盘5绕固定轴心转动。在啮合溜板（也叫纵拖板）上装有另一带刀具2的变

3、位溜板3（即横拖板），转动变位调节旋钮13可使其相对于啮合溜板沿垂直方向移动，从而可调节刀具中线至轮坯中心的距离。齿条刀具的参数为：压力角：α=20º模数：m=18mm齿顶高系数：径向间隙系数：被加工齿轮的分度圆半径：()()四、实验步骤1、根据给定的刀具参数、、、和被加工齿轮的齿数（已由代表两个被加工齿轮的分度圆半径的齿轮范成仪圆盘半径和所规定），计算两个被加工的标准齿轮的基圆、齿根圆及齿顶圆的半径、和的值。将z=17齿轮的上述四个圆的半圆画在纸上，又将z=9齿轮的四个圆的半圆画在另一半纸上，将纸上多余部分剪去，作为被加工齿轮轮坯，如图2所示。图2轮坯形状计算加工z=9的齿轮不根切所要

4、求的最小移距及最小移距量，并以此最小移距作为变位齿轮的移距数值，按零传动计算该变位齿轮的齿根圆半径及齿顶圆半径，并将此变位齿轮的分度圆、基圆、齿根圆及齿顶圆画在另一张绘图纸上，将超出变位齿轮齿顶圆的部分图纸剪去，所得图纸作为被加工的齿数z=9的变位齿轮的齿坯。2、将代表z=17的轮坯的图纸放在刀具2和压板8的下面，对准中心后旋入螺钉7压紧轮坯纸。3、调节刀具中线（放松旋紧旋钮10，转动调节旋钮13使到0刻度）使之与被加工齿轮的分度圆相切，或调节刀具的齿顶线，使之与齿轮的齿根圆相切。此时刀具处在切制标准齿轮的位置上。4、开始“切制”齿廓时，转动分度圆到一边，并移动啮合溜板12到一端（使齿条

5、刀具的齿廓退出标准轮坯的齿顶圆）。转动手柄12使分度圆与啮合溜板压紧，然后向另一端移动啮合溜板，当齿条刀具切入轮坯时，每移动一个不大的距离，就在代表轮坯的图纸上用铅笔描下刀具刀刃位置，直到形成1-2个完整轮齿为止。此时注意轮坯上齿廓的形成过程。画完z=17的标准齿轮后，再画z=9的标准齿轮，检查所绘得的渐开线齿轮，有无根切现象，如有根切分析其原因（或观察刀具的齿顶线是否超过极限啮合点以判断有无根切）。5、调整刀具，即放松锁紧旋钮10，转动变位量调节旋钮13，使刀具远离轮胚中心，直到刀具齿顶线与的变位齿轮的齿根圆相切为止。再用同样方法“切制”和检查的变位齿轮的齿廓。观察有无根切现象。五、思

6、考题1、根切对齿轮传动有何影响？2、齿条刀具切制齿轮时，什么情况下会出现根切，如何避免？3、齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于？齿轮范成加工实验报告一、齿条刀具参数模数压力角齿顶高系数顶隙系数二、标准齿轮几何尺寸名称符号计算公式计算结果齿轮4齿轮5齿数分度圆半径基圆半径齿顶圆半径齿根圆半径三、变位齿轮几何尺寸名称符号计算公式计算结果齿数不根切最小移距系数不根切最小移距系量分度圆半径基圆半径齿顶圆半径齿根圆半径四、变位齿轮与标准齿轮尺寸参数比较（定性比较）正变位负变位五、范成实验齿廓图在范成实验齿廓图中标注出、、、、、、等参数尺寸贴在本栏目下与实验报告一起交指导老师批阅。