3/3實驗二齒輪范成原理實驗實驗二齒輪范成原理實驗

一、實驗的目的：

1、掌握范成法切制漸開線齒輪的基本原理。

2、了解漸開線齒輪產(chǎn)生根切現(xiàn)象的原因及避免方法。

3、分析、比較相同模數(shù)和齒數(shù)的標準齒輪與變位齒輪的異同。

二、齒輪范成原理

范成法是利用一對齒輪互相嚙合的原理來加工齒輪的，加工時其中一輪為刀具，另一輪為輪坯，一方面刀具與輪坯在機床傳動鏈作用下作定傳動比傳動，完全和一對真正的齒輪互相嚙合傳動一樣；另一方面還沿輪坯的軸向作切削運動，而刀具的刀刃在各個位置的包絡(luò)線即為被加工齒輪的齒廓。

三、齒輪范成儀介紹

齒輪范成儀結(jié)構(gòu)圖如下：

CJDJ-B型齒輪范成儀結(jié)構(gòu)圖

1.齒條插刀

2.螺桿

3.碟形螺母

4.嚙合溜板

5.調(diào)整螺釘

6.機座

7.變位標尺

8.圓螺母

9.壓板10.心軸11.螺栓12.碟形螺母13.扇形板14.扇形齒輪

1、齒輪范成儀加工齒輪原理

齒輪范成儀利用齒輪與齒條的嚙合原理形象地說明加工漸開線齒輪的范成法（又稱展成法）的包絡(luò)原理，并且能直觀地表現(xiàn)變位齒輪的加工方法，及其與標準齒輪的區(qū)別，也能觀察根切現(xiàn)象及避免根切的方法，還可以觀察齒頂變尖等現(xiàn)象。

扇形板13代表被加工齒輪的輪坯，安裝在機座6上并可繞軸心10回轉(zhuǎn)，代表齒條刀具的齒條1，用螺釘5安裝在溜板4上，當移動溜板4時，扇形板13與溜板4作純滾動。齒條1在松開螺釘5時靠其上的滑槽可安裝在相對于扇形板13的各個不同位置。如把齒條1的中線調(diào)整到與扇形板13的分度圓相切位置后，擰緊螺釘5，然后推動溜板4，則裝在扇形板13上的圖紙可依次繪出齒條刀具外形移動到各個不同位置的包絡(luò)線，這就形成了相當于被切削的標準漸開線齒輪的齒廓，而當齒條中線于扇形板13的分度圓間有一段距離時，則可繪出相當于被切的各種變位齒輪的齒廓，其變位量（移距）為Xm(X叫變位系數(shù)或移距系數(shù))可由齒條1相對于溜板4做出移距。

齒輪范成儀的齒輪刀具參數(shù)如下：

m=20α=20oh*a=1c*=0.25

輪坯參數(shù)：

Z=8

用m=20的齒條刀具繪制X=0的標準齒輪時，由于Z=8小于不發(fā)生根切的最小齒數(shù)Zmin=17，所以會發(fā)生根切，要使齒輪不發(fā)生根切，則必須采用正移距

變?yōu)椋藭r：

Xmin=h*a=＋0.53

但當X>0.7時，齒輪的齒頂變尖，因此當加工m=20，Z=8的齒輪時，采用變位系數(shù)為：＋0.53<X<0.7，既不發(fā)生根切，也不會發(fā)生齒頂變尖。

2、刀具及安裝

用螺柱2和碟形螺母3固定在嚙合溜板4上，通過條形孔可調(diào)整刀具1相對毛坯中心的徑向位置，以實現(xiàn)標準或變位加工；變位量可由嚙合溜板4兩邊的標尺讀出（mm），刀具上兩邊的劃痕如與標尺的“0”對齊，為標準安裝，否則為非標準安裝。

3、毛坯及安裝

1）毛坯紙質(zhì)毛坯一張：

m=20mmZ=8α=20oX=0

m=20mmZ=8α=20oX=＋0.53

2）毛坯安裝

預先沿比齒頂圓稍大一點的圓周剪下毛坯周邊，然后沿圓周線剪通中心（或用針沿圓周線扎小孔，最后打通）。退下圓螺母8和壓板9，將毛坯套在心軸10上，再裝上壓板9，擰入螺母8，把毛坯壓緊在扇形板13上，后者與心軸10構(gòu)成回轉(zhuǎn)副可相對轉(zhuǎn)動。心軸10用一特制螺栓和蝶形螺母（扇形板下面，未畫出）固定在機座6上。

3）范成運動

范成儀上的齒條刀具1節(jié)線與被加工齒輪節(jié)圓作純滾動。內(nèi)側(cè)加工有齒條的嚙合溜板4（刀具）可相對于機座6移動，它與扇形板13（毛坯）上固聯(lián)的扇形齒輪相嚙合，從而實現(xiàn)了刀具與毛坯的范成運動。純滾動可由嚙合溜板4、扇形板13及機座6上的刻度看出。

4）切削及進給運動

范成儀上刀具與毛坯之間無切削及軸向進給運動。以插刀齒頂節(jié)線與齒頂圓對刀后，即可徑向進給，但為避免誤差，一般一次進刀到位。

5）齒廓的范成運動

用手間歇的推動嚙合溜板4，每移動3mm（其下有滾珠限位）用鉛筆在紙坯上沿刀具齒形輪廓畫出刀具位置，即插削位置。將嚙合溜板4從左極限位置推到右極限位置，刀刃的一系列位置便可包絡(luò)出被加工齒輪的齒廓。其中陰影部分為齒槽，實際加工時將被切掉。

四、實驗內(nèi)容及步驟

1、工具

每人帶HB鉛筆，小刀

3、實驗步驟

1）松動范成儀上的圓螺母8和3，取下壓板9和齒條刀具1，把直徑為225的紙在中心挖出直徑40的孔，將紙裝在扇形板13上（相當于齒輪的毛

坯），然后安裝好壓板9,擰緊圓螺母8。

2）移動溜板4，用鋼尺把扇形板13上伸出的紙剪下，形成和扇形板13一樣大的半圓。

3）以范成儀上圓心為圓心，按上表第一組數(shù)據(jù)（標準齒輪）繪出輔助園。

如齒頂圓（實線）、分度圓（點劃線）、基圓（細實線）、齒根圓（虛線）。

4）裝上齒條刀具1，松開固定齒條刀具1的螺母3，范成標準齒輪時調(diào)整齒條刀具1的中線與所繪分度圓相切；范成正變位齒輪時調(diào)整齒條刀具

1的中線與直徑為181.2的輔助圓相切。調(diào)整好后擰緊螺母3,把齒條刀

具固定在溜板4上。

5）把溜板4向左推動使齒條刀具在齒頂圓的左外方。每次向右均勻移動溜板一段小距離（每次大約3~5mm左右）。并用鉛筆劃一次齒條刀具輪廓

于圖紙上（即齒輪毛坯上），直到將齒條刀具移到齒頂圓右外方為止，

包絡(luò)出二個齒形。

6）取下刀具，松開圓螺母8將紙轉(zhuǎn)動180o，以范成儀上圓心為圓心，繪出第二組數(shù)據(jù)（正變位齒輪）的輔助圓，并多繪一個直徑為181.2的輔助

圓，回到第4）步，加工正變位齒輪。

7）用作圖法作出并用鋼尺測量固定弦齒厚Sc,固定弦齒高hc和公法線長度W。

五、實驗結(jié)果分析與討論

1）觀察有無根切現(xiàn)象，分析產(chǎn)生根切的原因和避免根切的方法。

2）把測量出的Sc、hc、W與理論結(jié)果相對照，并分析產(chǎn)生誤差的原因和精度。

3）模數(shù)相同，齒數(shù)相同的標準齒輪與正變位齒輪其齒廓形狀是否相同？

4）用范成法加工的模數(shù)相同、齒數(shù)相同的標準齒輪與正變位齒輪的齒頂厚哪個大？

1、過齒輪中心O作某一輪齒的二等分線OC，交分度圓與C點，以O(shè)C為

基準作ON1、ON2線，使N1OC=N2OC=α=20o，并交基圓與N1、N2點，

連接N1C與齒廓交與B點，連接N2C與齒廓交與A點，AB線長就是

Sc；齒頂?shù)紸B之垂直高度就是hc。

2、當Z=8時跨齒數(shù)n=2，因此過兩個相鄰齒的異側(cè)齒面間的基圓上的任意