1、實(shí)驗二漸開線齒廓范成加工原理一、實(shí)驗任務(wù)及目的1、實(shí)驗任務(wù)：利用齒輪范成儀模擬齒條插刀與輪坯的范成加工過程，用圖紙取代輪坯記 錄刀具在切削時的一系列位置，從而繪制出標(biāo)準(zhǔn)齒輪和正、負(fù)變位齒輪的完整齒形12個。2、實(shí)驗?zāi)康? 觀察漸開線齒廓的形成過程，掌握用范成法切制漸開線齒廓的基本原理； 觀察漸開線齒廓產(chǎn)生根切的現(xiàn)象，了解產(chǎn)生根切的原因及如何避免根切； 分析比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪和正、負(fù)變位齒輪的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，理解變位齒輪的概念。二、實(shí)驗設(shè)備和工具1、實(shí)驗設(shè)備：齒輪范成儀2、實(shí)驗工具：繪圖紙、剪刀、圓規(guī)、點(diǎn)尺、三角板、量角器、橡皮、鉛筆、草稿紙等三、實(shí)驗原理范成法是利用一對齒輪（或齒輪齒條）互相嚙合時其

2、共馳齒廓互為包絡(luò)線的原理來加工 齒廓的方法。加工時，其屮一輪為刀具，另一輪為倫坯，刀具與倫坯在機(jī)床鏈作用下一方面作定傳動 比傳動，完全和一對真正的齒輪互相嚙合傳動一樣（即范成運(yùn)動一一主運(yùn)動）。一方面作徑 向進(jìn)給運(yùn)動以加工出齒高：另一方面沿輪壞軸線作切削運(yùn)動，以加工出齒寬，去除齒槽內(nèi)的 材料，另外還冇讓刀運(yùn)動，避免接觸到已加工好的漸開線齒廓。四個運(yùn)動一起配合，這樣切 出的齒廓就是刀具刀刃在各個位直的包絡(luò)線。若用漸開線作為刀具的齒解，可以證明其所包 絡(luò)岀來的齒廓也是漸開線。現(xiàn)用齒條漸開線（某圓半徑為無窮大時漸開線為一傾斜直線）齒廓加工齒輪，那么刀具 刀刃在各個位置的包絡(luò)線就是漸開線，即加工出齒綁為

3、漸開線齒廓，因為在實(shí)際加工吋，我 們看不清刀刃形成包絡(luò)輪齒的過程，所以通過齒輪范成儀來表現(xiàn)這個過程。用范成儀表現(xiàn)時 是在不考慮刀具作切削、進(jìn)給、讓刀運(yùn)動的前提卜只用鉛筆將刀具刀刃在各個位置描繪在 輪坯紙上，這樣我們就能清楚的觀察到輪齒范成的過程。當(dāng)范成儀上標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具的中線與被加工齒輪的分度圓相切并作純滾動時加工出來的 就是標(biāo)準(zhǔn)齒輪。當(dāng)?shù)毒哌h(yuǎn)離輪坯中心作范成運(yùn)動時，得到正變位齒輪輪廓曲線；當(dāng)?shù)毒咭平?輪坯中心作范成運(yùn)動時，得到負(fù)變位齒輪輪廓曲線。在齒廓形成過程中，為了能形成被加工齒輪的徑向間隙，刀具的齒頂高應(yīng)加高，即實(shí)際齒頂線ha,如下圖:理論齒頂線-中線（分度線）齒根線四、齒輪范成儀的構(gòu)造及

4、使用方法簡介范成儀的構(gòu)造如圖,它由機(jī)座、扇形盤、旋鈕、壓板、齒條刀、溜板、螺釘?shù)冉M成。機(jī) 座上有兩孔扇形盤可繞軸心轉(zhuǎn)動。齒條刀安裝在溜板上，當(dāng)移動溜板時，借助于齒倫和齒條 的傳動迫使倫坯（扇形盤）上的分度圓與溜板上的齒條屮線作純滾動。齒條中線與分度圓上 刻有數(shù)字，移動溜板時，可以看到他們一一對應(yīng)，即衣示齒輪分度圓在齒條小線上作無滑動 滾動。松開螺釘可改變齒條刀具和對于輪壞中心的距離，因此齒條刀可固定在相對扇形盤的 任一位置，如把齒條中線安裝在扇形盤分度闘相切的位置上，則町繪制出標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓; 當(dāng)齒條屮線安裝在扇形盤的分度i員i相切有一段距離時（其移動距離x*m的值可在溜板兩側(cè) 的刻度上肓接讀

5、岀），則可按變位值的人小和方向繪出各種正、負(fù)變位齒倫的齒廓。旋鈕和 壓板的作用是用來壓緊輪坯紙的。本范成儀配備有2把標(biāo)準(zhǔn)齒條型插刀，其基本參數(shù)如下：1、大齒條刀 ma = 20mm,a - 20°,他* = l,c* = 0.252 小齒條刀= 8/nm,a = 20°,ha =l,c = 0.25扇形盤分為大、小扇形盤，其分度圓直徑分別見范成儀背面標(biāo)牌。1、大扇形齒輪分度圓直徑：d=272 mm2、小扇形齒輪分度圓直徑：d= 160 mm小扇形與齒條嚙合，可繪制m=2（）、8的齒形齒廓，人扇形與齒條可繪制齒形五、實(shí)驗步騎1、輪坯紙的準(zhǔn)備1）根據(jù)所用范成儀的扇形齒倫的分度圓

6、直徑d和齒條刀的模數(shù)m （本實(shí)驗選m=2（）,求 岀被切齒輪的齒數(shù)z （z=d/m）o2）計算出被加工的標(biāo)準(zhǔn)齒輪、正變位（x=+0.6）齒輪、負(fù)變位（x=-0.6）齒輪的齒頂圓直 徑血、齒根圓直徑df和基圓直徑db,接下來把圖紙平均分成三個扇形區(qū)，分別作為標(biāo)準(zhǔn) 齒輪、止變位齒輪、負(fù)變位齒輪的輪坯區(qū)。并分別畫出標(biāo)準(zhǔn)齒輪、ie變位齒輪、負(fù)變位齒 輪齒頂圓、齒根圓、分度圓、基圓和對刀線（切于分度圓），并分別標(biāo)注如下圖。3）接著將圖紙剪成比頂圓肓徑人23mm的圓形，最后剪下肓徑為40mm的安裝屮心孔。2、標(biāo)準(zhǔn)齒輪的繪制1）松開螺釘及旋下旋鈕，將輪坯紙安裝在圓盤上，保證其圓心少圓盤中心重合，并調(diào)整其 周

7、向位置，使齒條到移動范圍剛好與“輪坯”上標(biāo)準(zhǔn)齒扇區(qū)對應(yīng)。旋緊螺母用壓板壓緊圓 紙。2）調(diào)節(jié)齒條插刀，使其中心對零，要求刀具中線與輪坯的分度圓切線重合（對刀線與中線 重合），并旋緊螺釘使齒條刀與溜板固定。3）開始“切制”齒廓時，先將溜板（刀具）移到一端，用削尖的鉛筆畫出該位置時齒條刀 在繪圖紙上的投影線，然后將刀具緩慢向另一端移動，毎移動23mm時，描下刀刃在繪 圖紙上的投影線，直至齒條刀移至另一端為止，這一系列稠密刀刃齒廓的投影線的包絡(luò)線 就是被切標(biāo)準(zhǔn)齒倫的漸開線齒廓曲線。最示用另外顏色筆描繪岀12個完整的漸開線標(biāo)準(zhǔn) 齒輪的齒廓形狀。4）觀察是否有根切現(xiàn)象，即檢查刀具的齒頂線是否超過了被加工齒

8、輪的嚙合極限點(diǎn)。3、正變位齒輪的繪制1）松開螺釘及旋鈕，將輪坯紙旋轉(zhuǎn)到刀具正對正變位齒扇區(qū)，并要求刀具小線與分度圓切線重合（對刀線），此吋旋緊旋鈕，壓緊輪坯紙。2）將齒條刀兩端刻度中線調(diào)整到遠(yuǎn)離輪壞中心xm=0.6*20=12mm處，其數(shù)據(jù)可在溜板標(biāo) 尺上讀出，然后旋緊螺釘，使齒條丿j與溜板緊固。3）重復(fù)“標(biāo)準(zhǔn)齒輪繪制”方法的3）、4）步驟，畫出12個完整齒形，并觀察是否有根切。4、負(fù)變位齒輪的繪制1）松開螺釘及旋鈕，將輪坯紙旋轉(zhuǎn)到刀具正對負(fù)變位齒扇區(qū)，并要求刀具屮線與分度圓切 線重合（對刀線），此時旋緊旋鈕，壓緊輪坯紙。2）將齒條刀兩端刻度中線向輪坯中心平移xm=0.6*20=12mm處，其

9、數(shù)據(jù)可在溜板標(biāo)尺上 讀出，然后旋緊螺釘，使齒條刀與溜板緊固。3）重復(fù)“標(biāo)準(zhǔn)齒輪繪制”方法的3）、4）步驟，mfl! 12個完整齒形，并觀察是否冇根切。5、繪制完畢取下圖紙，并將范成儀恢復(fù)原狀。六i、注意事項1、代表輪坯的圖紙要有一定厚度，紙面平整無明顯翹illi,以防范成過程屮刀具移動不暢。2、在移動刀具過程中，一定要將輪坯紙在圓盤上固定可靠，并保證輪坯中心與圓盤中心 時刻重合，范成過程中不能隨意松開或重新固定，否則可能導(dǎo)致實(shí)驗失敗。3、每次移動刀具距離不要太人，否則會影響齒形的范成效果，每范成一種齒形都應(yīng)將齒條從一個極限位置移到另一個極限位置。若移動距離不夠，會造成齒形切制不完整。七、實(shí)驗結(jié)果列表1、實(shí)驗數(shù)據(jù)列表表一：原始數(shù)據(jù)齒條刀具模數(shù)d1壓力角&齒頂高系數(shù)%；頂隙系數(shù)c*被加工齒輪模數(shù)m壓力角q齒頂高系數(shù)/v頂隙系數(shù)c*齒數(shù)z分度圓直徑d表二：被加工齒輪幾何尺寸計算（精確至0.01mm）尺寸名稱符號計算公式計算結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)齒輪正變位齒輪負(fù)變位齒輪分度圓直徑r變位量ar基圓半徑%齒頂圓半徑ra齒根圓半徑rf2、實(shí)驗結(jié)果：將由指導(dǎo)教師簽字認(rèn)可后的范成齒形圖紙貼于實(shí)驗報告紙上。3、實(shí)驗結(jié)果分析：參考實(shí)驗過程并觀察圖紙完成笫八步實(shí)驗思考題。八、實(shí)驗思考題1、齒條刀與被加工