齿轮范成原理及齿轮参数测定

齿轮范成原理及齿轮参数测定
一、实验目的
  1.掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理；
  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、实验设备和工具
1．齿轮范成仪；    
2.圆规；
3.三角尺；
4.图纸：
5.铅笔。
 三、实验原理和方法
    齿轮加工方法基本上有两种—范成法和仿型法。由于范成法可以用一把刀具加工出不同齿数和变位系数的渐开线齿轮，同时具有较高的加工精度，故以范成法应用最广。
范成法是利用一对齿轮互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的。加工时其中一个为刀具，另一个为轮坯，它们和一对真正的齿轮互相啮合传动一样保持着固定的角速比传动，同时刀具还沿着轮坯的轴向作切削运动，这样得到齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。若用渐开线作为刀具的齿廓，则包络线必为渐开线．由于实际加工时看不到刀刃在各个位置形成的过程，故通过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描绘在图纸上，这时我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。
    本实验所用的刀具是齿条刀具：
一种刀具：齿廓角 ，模数m=20毫米，齿顶高系数 , 径向间
          隙系数 =0.25，被加工齿轮的齿数z =11。
一种刀具：齿廓角 , 模数m＝15毫米，齿顶高系数 ，径向间隙系
          数 =0.25，被加工齿轮的齿数z =10。
范成仪的构造如图2-1所示：圆盘1绕其固定轴心O转动。在圆盘下面的盘缘刻有凹槽，槽内绕有钢丝2，钢丝绕在管内以后，其中心线所形成的圆应等于被加工齿轮的分度圆。钢丝的一端固定在横滑板3上的a处，另一端固定在b处。横滑板可以在机架上沿水平方向移动，通过钢丝的作用使圆盘相对与横滑板作无滑动的滚动，保证了固定角速比传动，即 ＝r 。刀具5是由螺钉6固定在横滑板3上，放松螺钉可使刀具相对于横滑板上下移动，从而可调节刀具中线至轮坯中心的距离。绘制齿轮时应先将刀具推到左方的极限位置，并在图纸上用削尖的铅笔描出齿条刀具的齿形，这就相当于刀具在此位置切削一次留下的刀痕．再将齿条刀具由左向右推过很小一段距离，此时压紧在圆盘上的图纸将随之转过一定的角度，并用铅笔描出刀具，认真描出刀具在各个位置上的齿形，直到描出2一3个完整的齿形为止 。

 图2—1 齿轮范成仪示意图
四、实验步骤
    要求绘制一个标准齿轮（x＝0）和一个变位齿轮（ ）
  1、绘制标准渐开线齿轮（x＝0）                       
（1） 计算出齿轮分度圆直径d，基圆直径 ，齿顶高 ，齿顶圆直径 和分度圆齿厚s，并填入表2-1中；
表2一1
 

序号	名  称	公式及计算数据
1	分度圆直径
2	基圆直径
3	齿 顶 高
4	齿顶圆直径
5	分度圆直径

2)将图纸装在圆盘上面，并在其上面画出齿轮的分度圆，基圆和齿顶圆；
    （3)调整齿条刀具，使齿条刀具的中线与被切的齿轮的分度圆相切，而后描绘出2-3个完整的齿形；
     (4)测量分度圆齿厚s及齿槽宽e,并与计算结果加以比较。
  2.绘制变位齿轮（x＞0）
   （1）算出变位系数 和变位量 ，并填入下表中， 的选择应使齿轮没有根切现象；
              即：                                  
    (2)计算出齿轮的分度圆直径d，基圆直径 ，齿顶高 ，齿顶圆直径 和分度圆齿厚s，并填入下表2-2中；
             表2-2
 

	序 号	名  称	公式及计算数值
1		变位系数
2		齿条刀具变位量
3		分度圆直径	=
4		基圆直径
5		齿顶高
6		齿顶圆直径
7		分度圆齿厚

（3）将图纸装在圆盘上，并将d 、 绘在图纸上：
    （4）调整齿条刀具的位置，使齿条刀具的中线离开被切齿轮的分度圆并相距xm的距离，绘出2-3个完整的齿形；
五、实验报告内容
     1.实验目的：
     2.实验设备及切削刀具的主要参数：m、a、 、 ；
     3.被加工齿轮的齿数及主要几何尺寸d、 、 、 、s（分标准渐开线齿轮和变位渐开线齿轮两种情况）；
     4.实验结果分析：
    （I)比较标准齿轮和变位齿轮的齿形有什么不同并分析其原因，哪些尺寸发生变化并分析其原因？
(2）试分析决定齿廓形状的参数有哪些？