机械原理实验报告指导书

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1、实验三齿轮范成原理一、目的1.掌握用范成法制造渐开线齿轮的基木原理；2.了解渐开线齿轮产生根切现彖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界同点。二、设备和工具1.齿轮范成仪和简易插齿机；2.圆规（自备）：3.三角尺（自备）;4•钢皮尺;5.剪刀;6.绘图纸（规格270毫米x270毫米）；7.铅笔（HB规格贰支白备）；8.计算工具（自备）；9.标准渐开线样板。三、原理和方法1.齿轮范成原理简述范成法是利用一对齿轮互相啮合时其共饥齿綁互为包络线的原理来加工轮齿的。加工时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，它们仍保持固定的角速比传动，完全和一对

2、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。这样所制得齿轮的齿聊就是刀具刀刃在各个位置的包络线。今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线亦必为渐开线。山于在实际加工时，我们是无法明显地看到刀刃在各个位置形成包绍线的过程，若用齿轮范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程，并用铅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。2.齿轮范成仪的结构齿轮范成仪所用的刀具模型为齿条插刀，仪器的构造如图2—1所示。它的结构可看成山轮坯与刀具两部分组成。（1）轮坯部分的结构做成扇形的构件4,是模数m=18毫米；齿数Z=17齿轮

3、的分度関；另一半圆5是模数m=18毫米，齿数Z=9的齿伦的分度圆，它们一起装在同一轴上。（2）刀具部分的结构模数m二18毫米的齿条刀2用饺链装在变位溜板3上，转动旋钮13可使刀具移动实现变位，变位量大小可从刻度尺1读出。变位溜扳3又装在啮合溜板11」：，在不作变位时，可用手柄10锁住变位溜板3。啮合溜板11是与分度鬪作纯滚动运动。在无变位量（刻度尺零位对齐）时，刀具2的分度线（中线）与啮台溜板11的一侧（即与分度园作纯滚动的一侧）在同—垂直平而上。1一变位垃标尺2—肯後”3—交｛1:0扳*一：7皆的分度国5—9齿的分度间6—转盘•*?-澤仃8—压械9

4、~5^^310—锂萦总枉门二吨冬初N12—鴨金担宗扌祸13—变注童冈令诞俎四、实验步骤1.“切削”标准齿轮（1）按基本参数m=9毫米,Z=9,a=20°,ha*=l和C*=0.25计算被加工标准齿轮的分度圆、基圆、齿顶圆和齿根圆的半径。现将四个圆半径的计算结果列表如下:名称符号公式和计算值分度圆半径rmz18x9r—一—8mm22基圆半径rbrh=rcosa=81xcos20°=16A2mm齿顶圆半径ram*18ra=—(z.+2ha)=—(9+2x1)=99mm厶厶齿根圆半径rfm来*18rf=-(z-2ha-2c)=—(9-2x1-2x0.25

5、)=58.5mm（2）旋下螺钉7,打开刀具2,将代表轮坯的图纸放在刀具2和压扳8的下面，再旋入螺钉7压紧轮坏纸。再将上述四个圆分別画在轮坯纸上，然后将纸剪成比齿顶因直径略大2〜3毫米的圆形作为伦坏。（3）调节变位量旋钮13,将刀具屮线移至与被加工齿伦分度圆相切的位置，此时变位量标尺1的刻度应指到零的位置（或者使丿J具的齿顶线与被加工齿轮的根圆相切）。再把锁紧旋纽10锁紧。（4）开始“切制”齿廓时，应先转动分度闘到一边，并移动啮合溜板11到一端，转动手柄12使分度圆与啮合溜板11压紧，再依次移动啮合溜扳11而形成范成运动。然后每当向另一端移动一个不大的

6、距离时，即在代表轮坯的图纸上用削尖的铅笔轻轻画下刀具轮廓线，这样就可在轮坏纸上包络出被切齿轮的齿形来，直到形成2—3个完整的齿时为止。在上述过程中应注意轮坯上齿廓形成的过程。（5）用标准渐开线样板，检验齿轮的渐开线齿廓，观察冇无限切现彖。如冇根切则分析其原因，并计算最小变位系数Xmino1.“切削”变位齿轮（1）用齿条刀具制造齿轮时。不发牛根切现象的最少齿数Zgjn2h：*bZmin=-±-当刀具的a=2Qh（=1时，Zmin=17osin~a（2）对于齿数Z二9的齿轮，不根切的最小变位系数X“in为：Z-Z17-9Xmin=h；—=1x——=0.

7、47因此，为了不发生根切。该齿轮应采用正变位,^min17一其变XMXmin。今取变位系数X=0.50o（3）按基本参数m=18,Z=9,a二2O'ha11,c=0.25和X=0.50计算被加工的变位齿轮的分度圆、基圆、齿顶圆和齿根圆的半径。现将各值的计算结果列表如下：名称符号公式和计算值分度鬪半径rmz18x9r--8mm22基圆半径rbrh=rcosdz=81xcos20°=76.12/wn齿顶圆半径rara=r+(h＜；+x—v)m=81+(1+05-0)x18=108mm齿根圆半径rfrf=r-(h：+c-x)m=81-(1+0.25一0.

8、5)x18=61.5mm备注：此处为单一变位齿轮无法决定U值，故暂取U二0。（4）其它步骤方法与切制标准齿轮