分析比较标准齿轮与变位齿轮的异同点
实验三渐开线齿轮范成原理及直齿圆柱齿轮基本参数的测定与分析
实验三渐开线齿轮范成原理及直齿圆柱齿轮基本参数的测定与分析一、渐开线齿轮范成原理：一)、实验目的1、了解范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察渐开线齿轮的轮廓曲线具体形成过程。
2、了解渐开线齿轮产生根切现象的原因及其避免的方法。
3、分析比较标准齿轮和变位齿轮齿形和尺寸的异同点。
二)、实验仪器及工具1、齿轮范成仪（每人一台），绘图纸一张，透明纸一张。
2、铅笔、圆规、三角尺等（自备）。
三)、实验原理范成法是利用一对齿轮（或齿轮齿条）互相啮合的原理来加工齿轮的。
加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯。
刀具与轮坯在机床链作用下一方面作定传动比传动，完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样。
另一方面作径向进给运动并沿轮坯的轴向作切削运动，这样切出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，可以证明其所包络出来的齿廓也是渐开线。
现在用齿条渐开线（基因半径为无限大时渐开线为一倾斜直线）齿廓加工齿轮，那么刀具刀刃在各个位置的包络线就是渐开线，即加工出的齿廓为渐开线齿廓．因为在实际加工时，我们看不清刀刃形成包络轮齿的过程，所以通过齿轮范成仪来表现这一过程，用铅笔将刀具刀刃的各个位置描绘在轮坯纸上，这样我们就能清楚地观察到轮齿范成的过程。
在形成过程中，为了能形成被加工齿轮的径向间隙，刀具的齿顶高应加高。
即：h a=（h a*+c*）m，如图3－l所示。
四)、齿轮范成仪的构造及使用方法简介：范成仪构造如图3—2所示，由机座、扇形盘、旋纽、齿条刀、溜板、螺钉等组成。
机座上有二孔，扇形盘2可绕轴心转动，齿条刀安装在溜板上，当移动溜板时借助于齿轮齿条的传动迫使轮坯（扇形盘）上的分度圆与溜板上的齿条中线作纯滚动．齿条中线与分度圆上刻有数字，移动溜板时，可以看到它们一一对应，即表示齿轮分度圆在齿条中线上作无滑动滚动．松开螺钉可改变齿条刀具相对于轮坯中心的距离，因此齿条刀可固定在相对扇形盘的任一位置，如把齿条中线安装在扇形盘的分度圆相切的位置上，则可绘出标准齿轮的齿廓；当齿条中线安装在扇形盘的分度圆切线有一段距离时，（其移距值xm可在溜板两侧的刻度上直接读出），则可按变位值的大小和方向绘出各种正、负变位齿轮的齿廓。
齿轮实验
齿轮范成原理实验一、实验目的1．掌握用范成法切制渐开线齿轮的基本原理，观察轮齿渐开线部分和过渡曲线的形成过程；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．分析比较渐开线标准齿轮和变化齿轮的异同点。
二、设备和工具：1．齿轮范成仪2．圆规、三角板、铅笔等；3．充作毛坯的绘图纸（ 260）。
三、原理和方法：1．原理：范成法是利用一对齿轮传动时其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮轮齿的方法。
加工时其中一轮为刀具，另一轮为毛坯，它们之间仍保持固定的角速比的传动（强制的），完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。
这样所制得齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。
今若用渐开线作刀具齿廓，则其包络线亦必为渐开线。
刀具可以是轮形插刀，也可以半径为无穷大的齿条刀具。
由于在实际加工时，看不到刀刃在各个位置形成包络线的过程，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记录在绘图纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。
2．范成仪的构造范成仪构造如图2-1所示：圆盘1绕其固定轴心O转动。
在圆盘的周缘上刻有凹槽，槽内绕有钢丝2，钢丝绕在凹槽内以后，其中心线所形成的圆应等于被加工齿轮的分度圆（d=Zm）。
钢丝的一端固定在横拖板3上的a处，另一端固定b处。
横拖板3可在机架4上沿水平方向移动，通过钢丝的作用使圆盘相对于横拖板的运动和被加工齿轮相对于齿条的运动一样，即齿轮的节圆和齿条的节线作纯滚，运动学的关系V=r ω。
齿条5装在横拖板上，齿条上有两个槽孔借螺钉6加以固定，齿条刀具中线相对于轮坯中心的位置可借齿条上的槽孔相对于横拖板沿垂直方向移动。
图2-1 齿轮范成仪构造范成仪所用齿条刀具基本参数，被加工齿轮分度直径和齿数，见表2-1。
基本参数齿条刀具模数m(mm)压力角α（）（刀具角）齿顶高系数h *a顶隙系数c * 220;1021==m m2010．25被加工齿轮分度圆直径 被加工齿轮的齿数200()d zm mm == d z m==四、实验步骤：1．根据已知的刀具参数（m 、α、h*a 、c*）和被加工齿轮的分度圆直径d ，计算被加工齿轮（标准齿轮、正变位齿轮、负变位齿轮）的齿数和基圆、根圆、顶圆直径，并将上述四个圆画在绘图纸上，然后将纸剪成比顶圆直径图大12（mm ）的圆形作为轮坯。
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。
机械零件实验
线齿廓的范成原理实验1、实验目的:2、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；3、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；4、分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮齿形的异同点。
5、（选作）分析、比较分度圆相同、模数不同的两种标准渐开线齿轮的异同点。
1、实验设备和用具:2、齿轮范成仪；3、自备: 220mm圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）；4、HB铅笔、橡皮、（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器。
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, 显然这样切制得到齿轮齿廓就是刀具的刃廓在各个位置时的包络线。
四、实验步骤本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀, 其参数为m1＝20mm 和m2＝8, α＝20°, ha*＝1, c*＝0.25。
仪器构造简图如图1所示。
圆盘1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坯, 它们可以绕机架上的轴线转动。
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1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.CQJKT----A机械基础综合课程设计一、概述:二．提高机械类及近机类专业学生的综合设计能力, 特别是提高创新设计能力, 是机械基础课程建设的改革主线, 也是课程建设的难点。
在改革中, 一些院校将原《机械原理课程设计》和《机械设计课程设计》合并、综合、扩展, 相继推出《机械基础综合课程设计》, 使学生综合应用机械基础课程中的《机械制图》、《互换性与技术测量》、《机械原理》、《机械设计》、《机械制造工程学》、《机械创新设计》以及近机类的《机械设计基础》等课程的基本理论和基本知识, 对实物机械（插齿机）进行拆卸、装配、分析, 提高其感性认识及动手能力；进行机械系统一对方案设计的基本训练, 加强创新设计能力的培养；学会把机械系统方案设计成机械实体装置, 完成从方案拟定到机械结构设计的过程训练；通过查阅和使用各种设计子资料, 应用CAD技术等完成机构分析、机械零部件设计、绘制装配图、零件图及编写设计说明书等基本技能的训练。
机械原理实验
3.曲柄摇杆机构动态参数测试分析
实验一 机构运动简图的测绘与分析
一、实验目的
➢ 通过对实际机构的模型进行机构测绘，掌握机构运 动简图的测绘方法；
➢ 进一步熟悉常用运动副的代表符号和巩固自由度的 计算方法；
➢ 增进对机构组成原理的了解。
二、实验设备与工具
机械模型（如曲柄滑块泵、曲柄摇块泵、曲柄摇杆 泵、颚式破碎机、简易冲床、铆钉机构等）；
四、实验内容
对渐开线直齿圆柱齿轮进行测量，确定其基本参数 (模数m和压力角α)并判别它是否为标准齿轮，对 非标准齿轮，求出其变位系数X
五、思考题
✓两个齿轮参数测定后，怎样判断它们能否啮合及传动 类型？
✓测量齿根圆直径 d f 时，对于齿数分别为奇数和偶数
的齿轮测量方法有什么不同？
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
4.按上述位置将齿条刀具退后（即远离中心O）—距离xm，然 后用同样的方法画出相同齿数、模数、压力角的变位齿轮。 观察齿形，有无齿顶变尖现象。
5.比较所得标准齿轮和移距变位齿轮的齿厚、齿间、调节、顶 圆齿厚、基圆齿厚，以及根圆、顶圆、分度圆和基圆的相对 变化特点。
加工过程模拟
双击标准齿轮及正变位可观看加工过程
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2407:22:4407:22:44October 24, 2020
实验二机构运动简图测绘
《机械设计基础》实验指导书课程编号：02106220、02106420、02107220、02106520课程名称:机械设计基础（A)、机械设计基础(B）、机械设计基础（C）注：1、实验01和10可合并在一起,分两个单元进行;2、实验03和04应根据学时和专业方向从中选择一个。
实验一机构认识实验一、实验目的1。
初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。
2.增强学生对机构与机器的感性认识.二、实验内容陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识.实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，增加对常用机构的结构、类型、特点的理解，培养对课程理论学习和专业方向的兴趣。
三、实验设备和工具机构陈列室机构展柜和各种机构模型。
四、实验原理(一)对机器的认识：通过实物模型和机构的观察，学生可以认识到:机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。
所以只要掌握各种机构的运动特性,再去研究任何机器的特性就不困难了。
在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。
如：高副、低副、转动副、移动副等。
(二)平面四杆机构：平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类:即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。
1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。
2。
单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。
可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等.3.双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构,把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构.（三)凸轮机构：凸轮机构常用于把主动构件的连续运动,转变为从动件严格地按照预定规律的运动。
只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。
齿轮范成实验
实验渐开线齿轮齿廓范成原理实验一、实验目的1．掌握用范成法加工渐开线齿轮的根本原理，观察渐开线齿轮齿廓曲线的形成过程。
2．理解渐开线齿轮齿廓的根切现象和用径向变位防止根切的方法。
3．分析比拟标准齿轮与变位齿轮齿形的异同。
二、实验仪器和工具〔1〕齿轮展成仪。
〔2〕钢直尺、圆规、剪刀。
〔3〕铅笔、三角板、绘图纸。
三、实验原理由齿轮啮合原理可知：一对渐开线齿轮(或齿轮和齿条)啮合传动时，两轮的齿廓曲线互为包络线。
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，其中一轮为形同齿轮或齿条的刀具，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，刀具与轮坯按齿数比作定传动比的回转运动，与一对齿轮(它们的齿数分别与刀具和待加工齿轮的齿数一样)的啮合传动完全一样。
在对滚中刀具齿廓曲线的包络线就是待加工齿轮的齿廓曲线。
与此同时，刀具还一面作径向进给运动(直至全齿高)，另一面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轮的过程，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型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挪动速度相等)。
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局部。
这样我们就能清楚地观察到刀刃廓线逐渐包络出待加工齿轮的渐开线齿廓，形成轮齿切削加工的全过程。
四、齿轮范成仪的构造及使用方法简介实验所用的范成仪有两种规格，它们的构造原理一样。
范成仪构造如图1所示，由机座1，扇形盘2，旋钮3，齿条刀4，溜板5，螺母6等组成。
机座上有两孔为O1和O2；扇形盘可绕轴心(大扇绕O1，小扇O2)转动，扇形盘上装有扇形齿轮，溜板上装有齿条，它与扇形齿轮相啮合，在扇形齿轮的分度圆与溜板齿条的节线(分度线)上该有数字，挪动溜板时可看到它们一一对应，即表示齿轮的分度圆与齿条的节线(分度线)作纯滚动。
机械原理高级篇4章_变位齿轮传动
r2'
o2
'
2.中心距
•一对齿轮啮合传动时， 中心距等于两节圆半径 之和。 •一对无侧隙标准齿轮传 动，其分度圆与节圆重 合，啮合角等于分度圆 压力角 •标准中心距（标准齿轮 无侧隙传动中心距）
' 1 ' 2
o1
' r1
c
r2'
' 1
s e s e
' 2
o2
m 2 r ar ( z1 z2 ) 1 r 1 r 2 2
上的齿距为pi，则 该比值称为模数
di
mi
• 模数—— 人为地把 pi / 规定为一些简单的有理数，
pi
z
一个齿轮在不同直径的圆周上，其模数的大小是不同的。
p i 。
• 分度圆——— 是齿轮上一个人为地约定的轮齿计 算的基准圆，规定分度圆上的模数和压力角为标准值。
国标压力角的标准值为=20° 模数的标准系列见GB1357-87，参见表4-2。 分度圆上的参数分别用d、r、m、p、e及表示。 m越大，P愈大,轮齿愈大，抗弯强度也愈高。
• 齿轮插刀
切削运动
进给运动
范成运动 范成运动
用齿条刀具加工齿轮
用标准齿条刀具加工标准齿轮必须使刀具 的分度线与被加工齿轮的分度圆相切并作纯滚 动。
标准齿条刀的齿廓，它与齿条的齿廓基本 相同，只是齿顶增加了c*m的高度。在齿条刀 中线上的齿厚与齿距之比等于0.5(即齿厚等于 齿槽宽)。与以半径为ρ的圆弧相切并平行于齿 条刀中线的直线刀刃称为刀顶线，它是用于切 制被切齿轮齿根圆的。半径为ρ的圆角刀刃，是 切出齿根部分非渐开线的过渡曲线。
切制圆柱外齿轮轮齿时，齿条刀是逐渐切 入齿轮坯的，切入的终点位置不同，切出 的齿轮轮齿尺寸就不同。
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三、原理和示例
齿轮插刀
切 削 运 动
让刀运动
共轭齿廓
ω
ω
i=ω0 /ω=z/z0
四．实验设备
1．齿轮范成仪
m 20 mm
200
* ha 1
c* 0.25
2．同学自备 （1）一张剪好的圆形图纸，将 其画成三等分并分别画出分度 圆，以及标准齿轮、正负变位 齿轮的齿顶圆和齿根圆，如图 所示。 （2）削尖H铅笔两支，橡皮。
机械工程教学实验中心
渐开线齿轮范成实验
一．实验目的
• 1、掌握用范成法制造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及 如何用移距修正法避免根切； • 3、分析比较标准齿轮与变位齿轮的异同点。
二．实验内容
用范成仪在圆形图纸上（预先画好分度 圆、齿顶圆、齿跟圆，并画成三等分）依次 用铅笔描绘出齿条刀具相对于轮坯在各个位 置的包络线，就形成被切削齿轮的渐开线齿 廓。分别在每一部分内画出标准齿轮，正变 位齿轮和负变位齿轮，以作分析比较。
五．范成仪的构造及工作原理
右图所示为齿轮范成仪简图，圆盘1代表被 加工齿轮的轮坯，安装在机架4上，并可绕O轴转 动。代表切齿刀具的齿条2安装在溜板3上，当移 动溜板时，圆盘1与溜板3作纯滚动。因圆盘的直 径为200mm，故圆盘和溜板的滚动即相当于一分 度圆直径为200mm的齿轮和齿条的滚动。齿条2可 以安装在相对于圆盘1的各个不同位置，如把齿 条中线安装在与圆盘1的分度圆相切的位置时， 则可以绘出标准齿轮的齿廓。当齿条2的中线与 齿轮范成仪简图 圆盘1的分度圆间有距离时（其移距值xm可以在 溜板3的刻度上直接读出来），则可按移距的大 小和方向绘制出各种正变位或负变位的齿轮。 范成法是应用齿轮的啮合原理来制造齿轮的一种方法。制造齿轮的刀具具 有齿轮（或齿条）的外形，它和被切削齿轮轮坯的相对运动正和一对齿轮的啮 合一样。这样，使具有渐开线齿形的刀具（或具有 α= 20°的齿条刀具）在对 轮坯的切削过程中切出了它的包络线，也就是被切齿轮的渐开线齿廓。
七．思考题
1．齿轮与齿条啮合时，若中心距改变，则齿 轮的节圆有何变化？为什么？ 2．根切现象发生在基圆之外还是基圆之内？ 3．任意圆上的齿厚计算公式在应用时应注意 什么？
渐开线齿轮范成实验
七．思考题
1．齿轮与齿条啮合时，若中心距改变，则齿轮的节圆
有何变化？为什么？
2．根切现象发生在基圆之外还是基圆之内？
3．任意圆上的齿厚计算公式在应用时应注意什么？
六．实验步骤
1．根据齿条刀具的模数m和被加工齿轮的齿数z，计算出分度圆直 径，以及标准齿轮、正负变位齿轮的基圆、齿根圆及齿顶圆直径， 将计算结果填在实验报告的表中，并按上述尺寸画好图纸。 2．将图纸固定在圆盘上，对准中心，调节中线与轮坯分度圆相切， 制作标准齿轮。 3．开始切制齿轮时，将刀具推到最左边，然后每当把溜板向右推 动一小距离时，在代表轮坯的图纸上，用铅笔描下刀具刀刃的位 置，直到形成2~3个完整的齿形为止。 4．使刀具离开轮坯中心，正移距 再绘出齿廓，观察齿廓形状，看 齿顶有无变尖现象。 5．使刀具接近轮坯中心，负距离，又绘出齿廓，观察齿廓形状， 看有无根切现象。 6．比较所得的标准齿轮和变位齿轮的齿厚、齿间距、周节、齿顶 厚、基圆齿厚、齿根圆、齿顶圆、分度圆和基圆的相对变化特点。
三、原理和示例
实验原理： 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 工时其中一齿轮为刀具，另一齿轮为轮坯。 它们仍保持固定的角速比传动。完全和一对 真正的齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还 沿轮坯的轴向作切削运动。这样制得的齿轮 的齿廓就是刀具刀刃在各个位置上的曲线族 的包络线。若用渐开线作为刀具齿廓，则其 包络线亦必为渐开线。 如插齿加工。