齿轮范成实验
实验三齿轮范成法实验
实验三齿轮范成原理实验在工程中，齿轮齿廓的制造方法很多，但其中以用范成法（亦称展成法）制造最为普遍。
因此，有必要对这种方法的基本原理及齿廓的形成过程加以研究。
一、实验目的：1．了解用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程。
2．了解渐开线齿轮在制造过程中产生根切现象的原因和避免根切现象的方法——变位法，并比较标准齿轮和变位齿轮各部分尺寸的异同点。
二、实验的原理和方法：1．基本原理：范成法是利用一对齿轮或齿条与齿轮啮合原理来加工齿轮的一种方法。
常见有滚齿（刀具为齿轮滚刀）法，插齿法（刀具为齿轮插刀，齿条插刀）。
我们这里只讨论齿条形刀具。
齿轮滚刀在绕其轴线自转时，其轴向剖面相当于一个沿轴线平移的齿条（见图2－1）。
滚刀范成加工齿轮是强制性地保证刀具和轮坯之间按齿条与齿轮啮合运动关系来保证齿形的准确和分度均匀。
同时再辅以切削及走刀等运动。
这样对于同一把刀具就能加工出同一模数m和压力角α的不同齿数z的齿轮。
齿条型刀具与传动用的齿条在齿形上的差别仅在于：刀具在其中线以上的高度为，比齿条高出了c*m，这部分的齿廓曲线是某种圆角部分，（图2－2）此圆角部分所范成出连接渐开线与齿根圆的某种过渡曲线，使被切齿轮在啮合传动时具有径向间隙。
由齿轮与齿条啮合传动的特点可知：用齿条型刀具加工齿轮时，被加工齿轮的分度圆始终等于节圆，而刀具上与之相切并作纯滚动的直线为节线。
齿轮范成加工中的两个重要因素是：a)运动条件：为了保证被加工齿轮的分度圆（始终等于节圆）与刀具的相切作纯滚动，一定要满足下列关系：。
b）刀具与轮坯的相对位置：加工标准齿轮时，必须以刀具的中线作为节线，使轮坯的分度圆与刀具中线相切作纯滚动，加工正（负）变位齿轮时，刀具的中线相对于轮坯中心外移（内移）一个xm使轮坯的分度圆与齿条刀具上另一条与中线平行的直线（节线）相切作纯滚动。
图2－3为一齿条刀具范成齿轮的过程，轮坯以ω回转，而齿条刀具以移动，通过机床运动链使，且轮坯分度圆与刀具节线相切，图中所示的是齿条插刀在对滚过程中在轮坯上切出的刀刃痕迹，这些刀刃痕迹的包络线即为被加工齿轮的渐开线齿廓曲线。
实验一齿轮范成原理
实验一齿轮范成原理一、目的1. 掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理，了解齿廓曲线的渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程；2. 了解渐开线齿轮的根切现象、齿轮变尖现象及其产生的原因；3. 了解变位齿轮的切制方法，并比较变位齿轮与标准齿轮的异同点。
二、设备及工具1. 齿轮范成仪。
2. 3号图纸一张，削尖的铅笔两支，三角板，橡皮，计算器（学生自备）。
三、实验原理范成法加工渐开线齿廓，是利用一对齿轮（或齿轮与齿条）互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。
如将共轭齿廓中的一个齿廓磨成刀刃（即齿轮刀具），另一为齿轮毛坯，当刀具和齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动时，齿轮刀具的刀刃就可在齿轮毛坯上切出齿廓。
又因为两个任意半径的基圆的渐开线都互为包络线，故可以用任一具有渐开线齿廓的刀具范成加工任意基圆的渐开线齿廓。
其中基圆半径为无穷大的齿条刀具的渐开线齿廓最简单，是一条直线，这就是加工渐开线齿轮用的齿条刀具的轮廓。
范成仪上齿条刀具齿廓和被加工齿廓的主要参数见下表：图2—1是齿轮范成仪的简图，图中1为圆盘，它装在机架4上并绕0点转动，表示被加工齿轮的图纸将固定在此圆盘上。
3为溜板，它在机架4的导轨上作水平移动。
圆盘1与溜板3用齿轮、齿条联接，以保证溜板与圆盘作相对纯滚动，实验时，代表齿条刀具的有机玻璃模型板2用螺钉装在溜板3上，松开螺钉5即可调整它与被加工齿轮的径向距离。
加工标准齿轮时，应保证齿条工具的中线与被加工齿轮的分度圆相切。
加工变位齿轮时，可按变位量xm 调整刀具中线与被加工齿轮中心的距离（其移动的距离 xm 值可在溜板上的刻度尺读出）。
四、实验步骤1. 根据所用范成仪的齿条刀具基本参数和被加工齿轮的齿数Z 、变位系数X ，由齿条刀具加工齿轮不发生根切的条件求出最小变位系数X mino17Z17min X -=分别计算出分度圆直径、基圆直径以及标准齿轮、变位齿轮的根圆、顶圆直径，并将计算结果填在实验报告表中。
齿轮范成原理实验报告
齿轮范成原理实验报告齿轮范成原理实验报告引言：齿轮是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
齿轮传动具有传递力矩平稳、效率高、传动比可调等优点，被广泛应用于各个行业。
本实验旨在通过实验验证齿轮的范成原理，深入了解齿轮传动的工作原理和特性。
一、实验目的本实验的主要目的是验证齿轮的范成原理，并通过实验观察齿轮传动的工作过程，探究齿轮传动的特性。
二、实验器材与原理1. 实验器材：- 齿轮传动装置：包括齿轮轴、齿轮、传动带等。
- 动力源：如电动机或手摇装置。
- 轴承：用于支撑齿轮轴。
- 测力计：用于测量传动带的张力。
2. 实验原理：齿轮传动是利用齿轮的啮合来传递动力和运动的一种机械传动方式。
齿轮传动的范成原理是指齿轮的齿数比和模数之间的关系。
在齿轮传动中，两个齿轮的齿数比应满足一定的条件，才能保证齿轮传动的正常工作。
三、实验步骤与结果1. 实验步骤：- 将齿轮传动装置安装在实验台上，确保齿轮轴与轴承的配合精度。
- 连接动力源，使齿轮传动装置开始运转。
- 通过测力计测量传动带的张力，并记录数据。
2. 实验结果：通过实验观察和数据记录，我们可以得出以下结论：- 齿轮传动装置在正常运转时，齿轮之间的啮合要平稳，不应出现卡滞或跳齿现象。
- 传动带的张力会随着齿轮传动的工作而变化，传动带的张力越大，传动效果越好。
四、实验分析与讨论通过本次实验，我们验证了齿轮的范成原理，并对齿轮传动的工作过程进行了观察和分析。
在实验过程中，我们发现齿轮的齿数比对传动效果有着重要的影响。
当齿轮的齿数比符合范成原理时，传动效率较高，传动过程平稳；反之，如果齿轮的齿数比不合理，传动效果会受到影响，甚至可能导致齿轮传动的故障。
另外，我们还观察到传动带的张力会随着齿轮传动的工作而变化。
传动带的张力越大，传动效果越好，但过大的张力也会增加传动带的磨损和能量损耗。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况调整传动带的张力，以达到最佳的传动效果。
齿轮范成实验
实验三齿轮范成实验一、实验目的1.掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓渐开线及过渡曲线的形成过程;2.熟悉渐开线齿廓的基本特征，掌握齿轮各部分的名称及基本尺寸的计算;3.了解渐开线齿轮齿廓的根切现象和用变位法避免根切的方法;4.分析比较标准齿轮与变位齿轮齿形的异同。
二、实验量仪说明1 . CFY-C型齿轮范成仪。
齿轮范成仪结构如图2-12所示，圆盘6代表被切削加工的齿轮毛坯，平放在底座5上，代表齿条刀具的齿条1的模数m=20mm ( 10 ) ;z=10,(20)，压力角=20°，通过螺钉安装在基座上。
齿条刀具的齿根高和齿顶高均为1.25mm，齿顶上端0.25m处不是直线，而是圆弧，用于加工齿轮齿根部分的过渡曲线。
毛坯3面上的齿轮4与范成仪滑板齿2啮合，保证了毛坯的分度圆沿着齿条刀具的分度线作无滑动的纯滚动。
2、铅笔、橡皮、剪刀、圆规、三角尺、绘图纸(学生自备)图2-12 CFY_C型齿轮范成仪1-齿条刀具; 2- 滑板齿; 3- 齿轮坯; 4- 齿轮;5-底座;6--圆盘;7-压紧螺母;8--小轴;9-螺母-对渐开线齿轮(或齿轮和齿条)啮合传动时，两轮的齿廓曲线互为包络线(齿轮啮合原理)。
范成法就是利用这一原理来加工齿轮的。
用范成法加工齿轮时，一个轮为齿条的刀具，另一轮为待加工齿轮的轮坯。
刀具与轮坯都安装在机床.上，在机床传动链的作用下，刀具与轮坯按作定传动比作回转运动，同时，刀具还一-边作径向进给运动(直至全齿高)，另一边沿轮坯的轴线作切削运动，这样刀具的刀刃就可切削出待加工齿轮的齿廓。
由于在实际加工时看不到刀刃包络出齿廓的过程，故通过齿轮范成实验来表现这一过程。
在实验中所用的齿轮范成仪相当于用齿条刀具加工齿轮的机床，待加工齿轮的纸坯与刀具模型都安装在范成仪上，由范成仪来保证刀具与轮坯的对滚运动(待加工齿轮的分度圆线速度与刀具的移动速度相等)。
对于在对滚中的刀具与轮坯的各个对应位置，依次用铅笔在纸上描绘出刀具的刀刃廓线，每次所描下的刀刃廓线相当于齿坯在该位置被刀刃所切去的部分。
齿轮范成加工实验报告
齿轮范成加工实验报告齿轮范成加工实验报告摘要：本实验旨在通过齿轮范成加工实验，探究齿轮的制造工艺和加工过程。
实验采用了数控机床进行加工，并通过测量齿轮的几何参数，分析了加工精度和表面质量。
实验结果表明，齿轮范成加工能够实现高精度的齿轮制造，并且加工过程中的参数选择和操作技巧对最终产品的质量有重要影响。
1. 引言齿轮作为机械传动中常见的元件，具有重要的作用。
齿轮的制造工艺和加工精度直接影响到传动系统的性能和寿命。
齿轮范成加工是一种常见的齿轮加工方法，通过利用范模和数控机床，将工件材料加工成具有特定齿形的齿轮。
本实验旨在通过齿轮范成加工实验，研究齿轮加工的工艺参数和加工质量。
2. 实验装置和方法本实验采用了数控机床进行齿轮范成加工。
实验装置包括数控机床、齿轮范模、测量仪器等。
实验过程如下：（1）选择适当的齿轮范模，并将其安装在数控机床上；（2）将待加工的工件材料固定在数控机床上，并根据齿轮范模的要求进行定位；（3）设置数控机床的加工参数，包括转速、进给速度、切削深度等；（4）启动数控机床，开始加工齿轮；（5）加工完成后，使用测量仪器测量齿轮的几何参数，包括齿高、齿距、齿顶径等。
3. 实验结果与分析通过实验得到的齿轮样品，进行了几何参数的测量和分析。
结果显示，齿轮的几何参数符合设计要求，并且加工精度较高。
通过测量结果可以得出以下结论：（1）齿高和齿距的测量结果与设计值相近，表明齿轮的加工精度较高；（2）齿顶径的测量结果与设计值存在一定的偏差，这可能是由于加工过程中的刀具磨损和数控机床的误差所导致；（3）齿轮的表面质量较好，没有明显的划痕和毛刺。
4. 影响加工精度和表面质量的因素在齿轮范成加工过程中，加工精度和表面质量受到多种因素的影响。
以下是一些重要因素的讨论：（1）切削参数的选择：切削速度、进给速度和切削深度等参数的选择对齿轮加工的精度和表面质量有重要影响。
合理的切削参数能够提高加工效率和加工质量。
《机械设计基础》齿轮范成
实验四 齿轮范成加工实验一、实验目的：1、掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线及过渡曲线的形成过程；2、了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及用变位来避免发生根切的方法；3、分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮齿形的异同点。
二、实验设备和用具：1、齿轮范成仪；2、A3绘图纸一张；3、自动铅笔(0.5)、橡皮、圆规、三角尺、剪刀。
三、实验原理：范成法是利用一对齿轮（或齿条与齿轮）相互啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿廓的方法。
刀具刃廓为渐开线齿轮（齿条）的齿形，它与被切削齿轮坯的相对运动，完全与相互啮合的一对齿轮(或齿条与齿轮）的啮合传动一样，显然这样切制得到的轮齿齿廓就是刀具的刃廓在各个位置时的包络线。
本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为1m =20mm 和2m =8mm, a=20°, *a h =1,*c =0.25。
仪器构造简图如图 1所示。
圆盘2代表齿轮加工机床的工作台；固定在它上面的圆形纸代表被加工齿轮的轮坯，它们可以绕机架5上的轴线O 转动。
齿条3 代表切齿刀具，安装在滑板4上，移动滑板时，齿轮齿条使圆盘2与滑板4作纯滚动，用铅笔依次描下齿条刃廓各瞬时位置，即可包络出渐开线齿廓。
齿条刀具3可以相对于圆盘作径向移动，当齿条刀具中线与轮坯分度圆之间移距为xm 时（由滑板4上的刻度指示）(或者事先计算出轮坯的各齿根圆，则只要使刀具的刃顶线与齿根圆相切即可，本实验釆取这个方法。
） 齿轮分度圆则和与刀具中线相平行的节线相切并作纯滚动，可切制出标准齿轮(xm=0)或正变位（xm>0)、负变位（xm<0)齿轮的齿廓。
1、 压板2、圆盘3、齿条刀4、滑板5、机架2、四、实验内容要求完成切制m=8mm z=20标准齿轮和m=20mm z=8标准齿轮和 正变位齿轮(x=0.53)渐开线齿廓，三种齿廓每种必须绘制出两个完整的齿形，比较这三种齿廓。
齿轮范成实验
齿轮范成实验概述齿轮是机械传动中常用的元件，广泛应用于各种机械设备中。
为了确保齿轮的质量和性能，齿轮的范成实验变得尤为重要。
本文将探讨齿轮范成实验的目的、实验过程以及实验结果的分析和应用。
一、实验目的1. 了解齿轮范成实验的基本原理和意义；2. 掌握齿轮范成实验的实验方法和步骤；3. 分析实验结果，评估齿轮的质量和性能。
二、实验装置和材料1. 实验装置：齿轮范成实验台；2. 实验材料：齿轮范成工件、测量工具（卡尺、指示表等）。
三、实验步骤1. 准备工作：清洁实验装置，检查齿轮范成工件的状态；2. 安装齿轮范成工件：将齿轮范成工件安装在实验台上，并调整好夹具；3. 调整实验参数：根据实验要求，调整齿轮范成实验台的参数，如模数、齿数等；4. 进行范成实验：启动实验台，让刀具和齿轮范成工件进行切削和成型；5. 测量齿轮参数：使用测量工具对齿轮进行测量，包括齿宽、齿高、齿距等参数，并记录下来；6. 分析实验结果：根据实验测量数据，计算并分析齿轮的质量和性能；7. 实验报告：根据实验结果编写实验报告，总结实验过程和结果。
四、实验结果分析和应用1. 齿轮质量评估：根据实验结果，评估齿轮的质量是否符合要求，如齿形误差、跳动度等；2. 齿轮性能分析：根据实验结果，分析齿轮的载荷能力、传动效率等性能指标；3. 优化改进建议：根据实验结果，提出优化改进齿轮的建议，以提高其质量和性能；4. 实际应用：根据实验结果，引导齿轮生产中的工艺控制和质量管理，以确保齿轮在实际使用中的可靠性和耐久性。
结论通过齿轮范成实验，我们可以全面了解齿轮的质量和性能，为齿轮的设计和制造提供科学依据。
齿轮范成实验可以帮助我们评估齿轮的质量，分析其性能，并提出优化改进的建议。
在实际应用中，齿轮范成实验还可以作为质量控制和管理的重要手段，确保齿轮在各种机械设备中的正常运行和可靠性。
总结本文介绍了齿轮范成实验的目的、实验步骤和实验结果分析及应用。
齿轮范成实验对于确保齿轮质量和性能起着重要作用，能够为齿轮的设计、制造和应用提供科学依据。
实验四齿轮范成实验
实验四齿轮范成实验一、实验目的l．掌握用范成法切制渐开线齿轮齿廓的基本原理；2．了解渐开线齿轮产生根切现象的原因及避免根切的方法；3．分析和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．自备齿轮毛坯一张(如图3－2所示)、绘图圆规及三角板、计算器和铅笔等文具。
三、实验原理齿轮范成法加工渐开线齿廓，是利用一对齿轮互相啮合传动时齿廓互为包络线的原理。
如将其中一个齿轮的齿廓磨成刀刃（即齿轮刀具），另一为齿轮毛坯，当刀具和齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动时，齿轮刀具的刀刃就可以在齿轮毛坯上切出齿廓。
这与一对相互啮合的齿条齿轮传动的运动完全相同。
图3-1是齿轮范成仪的示意图，其中扇形盘2绕固定轴O转动，用压板1和螺母7将代表齿轮毛坯的图纸固定在扇形盘2上，拧松螺钉6，可调整齿条刀具3与齿轮毛坯之间的径向距离，螺钉6将齿条刀具2固定在滑板4上，滑板沿固定轨道5作住复横向移动，为了保证扇形盘2与滑板4作相对纯滚动，范成仪的扇形盘与滑板采用齿轮齿条啮合传动。
图3－1四、实验前的准备工作1. 根据下表所给的基本参数计算出标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮的分度圆、基圆、齿顶圆和齿根圆的直径，并将它们记录下来填入表3－1中。
齿条刀具参数：m=20mm, ，,齿轮参数: m=20mm ,Z=8,图3－22．如图3－2所示，在图纸上画出分度圆，并把它分成三等份(如图中的OA、OB、OC)，分别作其角平分线（如图中虚线中的OD、OE、OF），然后过角平分线与分度圆的交点，分别作OD、OE、OF的垂线。
3. 在图纸上分别画出标准齿轮，正变位齿轮和负变位齿轮的齿顶圆和齿根圆，它们就分别代表1/3个标准齿轮、正变位齿轮和负变位齿轮的毛坯。
并沿各齿顶圆将多余的图纸剪去，又以轮坯的中心为圆心，剪出16mm的圆孔。
顶圆将多余的图纸剪去，又以轮坯的中心为圆心，剪出40mm的圆孔。
五、实验步骤1．将范成仪的螺母7拧松，拿下压板1，把毛坯中心的圆孔套在O轴上。
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实验二齿轮范成原理实验
—、实验目的
1、掌握用范成法切制渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓曲线的形成过程；
2、了解根切现象和齿顶变尖现象。
掌握用移距修正法避免根切的方法，建立变位齿轮的基本概念。
二、设备与工具
1、齿轮范成仪、范成纸
2、直尺、铅笔（自备）
现有齿轮范成仪的基本参数分别为：
m=10mm，α= 20°，h a* =1，c*=0.25；
被加工齿轮的齿数m=10mm，z=20；α= 20°，h a* =1，c*=0.25；
d = mz=200mm的标准齿轮，X=0.5的正变位齿轮，X=-0.5的负变位齿轮
1、基体
2、齿条刀
3、变位溜板
4、17齿分度圆
5、9齿分度圆
6、转盘
7、9齿基圆
8、变位溜板锁紧旋钮
9、啮合溜板 10、啮合拉紧手柄 11、变化量调节旋钮
图1（a）
1、基体
2、齿条刀
3、圆盘
4、8齿分度圆
5、纯滚动节线
6、齿条锁紧螺钉
7、变位量调节螺丝
图1（b）
2、同学自备：圆规、三角板、铅笔、橡皮、计算工具等。
三、原理和方法
范成法是应用一对共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮齿廓的。
实验时，图1(a)或(b)中齿条2代表切削刀具，安装在啮合溜板9上。
啮合溜板与被加工齿轮的分度圆作纯滚动。
这样，刀具刀刃各位置的包络线必为被加工齿轮的齿廓。
由于刀刃是齿条型直线（相当于基圆直径无穷大的渐开线），包络出的齿廓必为渐开线。
当齿条中线与被加工齿轮分度圆相切作纯滚动时，所加工齿轮的为标准齿轮；如果是齿条非中线的另—条节线与分度圆相切作纯滚动时，所加工的齿轮为变位齿轮。
四、实验步骤
（一）绘制标准齿轮
1、查看范成仪基本参数（m，α，h a*，c*，z）。
按此参数计算出被加工的
标准齿轮分度圆直径d、顶圆直径d
a 、根圆直径d
f
及基圆直径d
b
，并画在绘图
纸上。
2、将绘图纸夹在转盘上，调节旋钮使齿条刀的中线与被切齿轮分度圆相切（也可调整齿条刀的顶线与被切齿轮的根圆相切）。
3、将啮合溜板9（或圆盘8）推到一端极限位置，向另一端移动（要纯滚动）。
每移动一个距离，在绘图纸上用铅笔描下刀刃全部位置。
逐次进行，直到形成1～2个完整齿（两侧齿廓均形成）为止。
观察齿廓形成过程和根切现象。
（二）绘制变位齿轮
1、根据被加工齿轮齿数Z计算出不根切的最小变位系数xmin和刀具的移动量x min m，计算变位齿轮分度圆直径d、顶圆直径d a、根圆直径d f，并画在绘图纸上。
2、调节齿条刀向外移动x
min
m距离（也可用齿条刀的顶线与变位齿轮根圆相切的方法来实现）。
3、用加工标准齿轮相同的方法进行“切齿”，观察变位齿轮齿形的变化。
五、思考题：
通过实验，说明从加工角度如何理解齿轮分度圆的含义（包括标准齿轮和变位齿轮）。
说明齿轮齿廓曲线是否完全都是渐开线。
你观察到的根切发生在基圆之内还是基圆之外？
“齿轮范成原理实验”实验报告实验日期：年月日
班级：姓名：指导教师：
一、实验目的
二、实验设备与工具
三、实验原理
四、定性比较不同齿轮有关参数的变化。