齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

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1、實(shí)驗(yàn)三齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)在工程小，齒輪齒丿郭的制造方法很多，但其中以用范成法（亦稱(chēng)展成法）制造最為普遍。因此，有必耍對(duì)這種方法的基本原理及齒廓的形成過(guò)程加以研究。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.了解用范成法加工漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的基木原理，觀(guān)察齒廓漸開(kāi)線(xiàn)部分及過(guò)渡Illi線(xiàn)部分的形成過(guò)程。2.了解漸開(kāi)線(xiàn)齒輪在制造過(guò)程中產(chǎn)牛根切現(xiàn)彖的原因和避免根切現(xiàn)彖的方法——變位法，并比較標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪各部分尺寸的界同點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)的原理和方法:1.基本原理：范成法是利用一對(duì)齒輪或齒條與齒輪嚙合原理來(lái)加工齒輪的一種方法。常見(jiàn)有滾齒（刀具為齒輪滾刀）法，插齒法（刀具為齒輪插刀，齒條插刀）。我們這里只討論齒條形刀具。齒輪滾刀在

2、繞其軸線(xiàn)口轉(zhuǎn)時(shí)，其軸向剖面相當(dāng)于一個(gè)沿軸線(xiàn)平移的齒條（見(jiàn)圖2—1）。滾刀范成加工齒輪是強(qiáng)制性地保證刀具和倫坯之間按齒條與齒倫嚙合運(yùn)動(dòng)關(guān)系來(lái)保證齒形的準(zhǔn)確和分度均勻。同時(shí)再輔以切削及走刀等運(yùn)動(dòng)。這樣對(duì)于同一把刀具就能加工出同-模數(shù)m和壓力角a的不同齒數(shù)z的齒輪。齒條型刀具與傳動(dòng)用的齒條在齒形上的差別僅在于：刀具在其中線(xiàn)以上的高度為仇嚴(yán)+C*）加，比齒條高出了c*m,這部分的齒廓曲線(xiàn)是某種圓角部分，（圖2—2）此圓角部分所范成出連接漸開(kāi)線(xiàn)與齒根惻的某種過(guò)渡1111線(xiàn)，使被切齒輪在嚙介傳動(dòng)時(shí)具有徑向問(wèn)山齒輪與齒條嚙合傳動(dòng)的特點(diǎn)可知：用齒條型刀具加工齒輪時(shí)，被加丄齒輪的分度圓始終等于節(jié)圓，而刀

3、具上與之相切并作純滾動(dòng)的直線(xiàn)為節(jié)線(xiàn)。齒輪范成加工屮的兩個(gè)垂要因素是：a）運(yùn)動(dòng)條件:為了保證被加工齒輪的分度岡（始終等于節(jié)闘）與刀具的相切作純滾動(dòng)，一定要滿(mǎn)足卜?列關(guān)系：uj）=coyQb）刀具與輪坯的相對(duì)位置：加丄標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，必須以刀具的中線(xiàn)作為節(jié)線(xiàn)，使輪坯的分度圓與刀具中線(xiàn)相切作純滾動(dòng)，加工正（負(fù)）變位齒輪時(shí)，刀具的中線(xiàn)相對(duì)于輪坯小心外移（內(nèi)移）一個(gè)xm使輪坯的分度

4、55］與齒條刀具上另一條與中線(xiàn)平行的直線(xiàn)（節(jié)線(xiàn)）和切作純滾動(dòng)。圖2-3圖2-3為一齒條刀具范成齒輪的過(guò)程，輪坯以3回轉(zhuǎn)，而齒條刀具以u(píng)刀移動(dòng)，通過(guò)機(jī)床運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)筂=砒,口輪坯分度圓與刀具節(jié)線(xiàn)相切，圖中所示的是齒條插刀在對(duì)滾

5、過(guò)程中在輪壞上切出的刀刃痕跡，這些刀刃痕跡的包絡(luò)線(xiàn)即為被加工齒輪的漸開(kāi)線(xiàn)齒丿郭曲線(xiàn)。在實(shí)際加工時(shí)，因看不到形成包絡(luò)線(xiàn)的刀刃的一系列的位置。故用范成儀來(lái)模擬上述的刀具與輪坯間的范成運(yùn)動(dòng)，用鉛筆畫(huà)出刀具刀刃的一系列位置，就能清楚地觀(guān)察到輪齒的范成過(guò)程。1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：范成儀如圖2—4所示，1為有機(jī)玻璃盤(pán)，代表被加工齒輪的輪壞，安裝在機(jī)架4上，并可繞0軸轉(zhuǎn)動(dòng)，代表切齒刀具的齒條2安裝在滑板3上。圖2—4圓盤(pán)1的下而I古I結(jié)有一直齒圓柱齒輪5,齒輪5與］古I定在滑板3厲而的齒條互相嚙合,保證輪壞的分度惻與齒條刀具的機(jī)床節(jié)線(xiàn)相切且作純滾動(dòng)?；?可沿機(jī)體4上的導(dǎo)軌水平方向移動(dòng)，松開(kāi)固定螺栓，齒條可

6、沿垂直方向任意調(diào)整。松動(dòng)范成儀背面的緊固螺母6可調(diào)整齒輪5與齒條2的嚙合側(cè)隙，以保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。調(diào)整齒條刀具的中線(xiàn)與被加工齒輪的分度圓相切可加工出標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒廓；使齒條刀具中線(xiàn)相對(duì)被加丄齒輪的分度圓下移或上移可分別加工出正變位和負(fù)變位齒倫。所調(diào)節(jié)的移距量xm由刻在滑板上的標(biāo)尺讀出。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具1?“齒輪范成儀”一臺(tái)2?“輪坯”（繪圖紙約220X220毫米）一張。2.圓規(guī)、三角板、2H鉛筆、紅藍(lán)鉛筆、橡皮等（自備）四、實(shí)驗(yàn)步驟:1.按被加工齒輪的參數(shù)，計(jì)算出三種齒輪的兒何尺寸，填在實(shí)驗(yàn)報(bào)告表格中，并在紙坯上畫(huà)出三種齒輪的齒頂圓d（令。=0）。也可在步驟5后補(bǔ)畫(huà)。2.剪出中心定位園孔，

7、將紙坯放在園盤(pán)1上，對(duì)準(zhǔn)中心，擰緊園螺母，調(diào)節(jié)刀貝-中線(xiàn)使與輪坯分度園相切，制作標(biāo)準(zhǔn)齒輪。3.開(kāi)始切制齒輪時(shí)，將溜板推到最左邊，然后每當(dāng)把溜板向右推一?個(gè)距離時(shí)，在代表輪坯的紙坯上，用鉛筆描下刀具刀刃的位置，直到形成2個(gè)完整的齒形為止。用紅鉛筆尖放在刀具齒頂線(xiàn)A點(diǎn)上（如圖2-2）,連續(xù)推動(dòng)溜板橫移，則紅筆尖在紙坯上畫(huà)出被加工齒輪的齒根過(guò)渡曲線(xiàn)的一條等距曲線(xiàn)，徒手畫(huà)出齒根過(guò)渡曲線(xiàn)，并觀(guān)察標(biāo)準(zhǔn)齒輪的根切現(xiàn)彖。4.制作正變位齒輪，使刀具離開(kāi)輪坯中心，保證不發(fā)生根切x^xmin.（計(jì)算變位系數(shù)值Zmin—ZZmin現(xiàn)取xm=7mm,再繪制齒廓,觀(guān)察齒廓形狀,是否存在齒頂變尖現(xiàn)象，并繪出齒根過(guò)渡

8、曲線(xiàn)。1.制作負(fù)變位齒輪，使刀具接近輪坯中心，取負(fù)移距量xm=-7mm,繪岀齒廓，觀(guān)察嚴(yán)重的根切現(xiàn)象，并繪岀齒根過(guò)渡曲線(xiàn)。2.分別剪下一個(gè)完整的齒（正、負(fù)變位、標(biāo)準(zhǔn)各一）將它們的分度圓、基圓対準(zhǔn)，齒廓中線(xiàn)重疊貼在一起。3.比較三種齒輪的齒厚、齒間距、頂圓齒厚、頂圓、根圓、齒頂高、齒根高、分度圓和基圓的相對(duì)變化特點(diǎn)。五、討論題：1.齒條刀具的齒頂高和齒根高為什么都等于｛ha*+C*>77?2.用齒條刀（滾刀）加T標(biāo)準(zhǔn)齒時(shí)，刀具和輪坯之間的相對(duì)位置