渐开线圆柱直齿轮范成实验知识课件
齿轮范成实验
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°，ha* =1，c*=0.25；
被加工齿轮的齿数m=10mm，z=20；α = 20°，ha* =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，ha*，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da、根圆直径df及基圆直径db，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）。
机械工程基础-渐开线齿廓的范成实验
渐开线齿廓的范成实验
一、实验目的
（1）掌握展成法加工渐开线齿廓的原理。
（2）了解齿轮的根切现象及采用变位修正来避免根切的方法。
（3）了解变位后对轮齿尺寸产生的影响。
二、实验设备与工具
（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
齿轮在实际加工中，看不到轮齿齿廓渐开线的形成过程。本实验通过齿轮展成仪来实现轮坯与刀具之间的相对运动过程，并用铅笔将刀具相对轮坯的各个位置记录在图纸上，这样就能清楚地观察到渐开线齿廓的展成过程。齿轮展成仪所
用的刀具模型为齿条插刀，仪器构造如图4-1所示。
图4-1 齿轮展成仪结构示意图
1—托盘；2—轮坯分度圆；3—滑架；4—支座；5—齿条（刀具）；
6—调节螺旋；7、9—螺钉；8—刀架；10—压环
绘图纸做成圆形轮坯，用压环10固定在托盘1上，托盘可绕固定轴O转动。代表齿条刀具的齿条5通过螺钉7固定在刀架8上，刀架装在滑架3上的径向导槽内，旋转螺旋6，可使刀架带着齿条刀具相对于托盘中心O作径向移动。因此，齿条刀具5既可以随滑架3作水平左右移动，又可以随刀架一起作径向移动。滑架3与托盘1之间采用齿轮齿条啮合传动，保证轮坯分度圆与滑架基准刻线作纯滚动，当齿条刀具5的分度线与基准刻线对齐时，能展成标准齿轮齿廓。调节齿条刀具相对齿坯中心的径向位置，可以展成变位齿轮齿廓。
四、实验步骤
（1）展成标准齿轮
①根据所用展成仪的模数m和托盘中心至刀具中线的距离（轮坯分度圆半径r），求出被加工标准齿轮的齿数z，齿顶圆直径ad，齿根圆直径fd和基圆直径bd。
②在一张图纸上，分别以ad、fd、bd和分度圆直径d画出4个同心圆，并将图纸剪成直径为ad的圆形轮坯。
③将圆形纸片（轮坯）放在展成仪的托盘1上，使二者圆心重合，然后用压环10和螺钉9将纸片夹紧在托盘上。
④将展成仪上的齿条5的中线与滑架3上的标尺刻度零线对准（此时齿条刀具的分度线应与圆形纸片上所画的分度圆相切）。
齿轮范成原理实验
齿轮范成原理实验
实验指导书
一、实验目的
1.掌握范成法切制渐开线齿轮的原理，观察齿廓形成的过程。
2.了解渐开线齿轮产生根切的原因、现象和避免根切的方法。
3.分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二、设备及工具
1.齿轮范成仪
2.工具：剪刀
3.自带工具：圆规、三角尺、铅笔（HB）、橡皮、裁好直径230mm圆形图纸一张。
三、原理和方法
1.原理
范成法是利用一对齿轮相互啮合时，齿轮齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，他们仍能保持固定的角速比转动，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。这样切制得到的齿轮齿廓就是刀具刀刃在各位置的包络线。今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线也必为渐开线。由于实际加工时，看不到刀刃在各个位置形成包络线的过程，所以在实验中用齿轮范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程并用铅笔将其记录在纸上，这样我们能清楚地观察到齿轮范成的过程。
2.齿轮范成仪（图6-1）
圆盘1绕底座5的轴线回转。纵拖板2与齿轮圆盘3做纯滚动。
齿条中线机床节线图6-1 齿轮范成仪示意图
1.圆盘 2.齿条纵拖板 3.齿轮分度圆 4.齿条刀具 5.底座 6.螺钉 7.压环 8.调节螺钉
圆盘与纵拖板为齿轮齿条传动。因此两者之间为无滑动的纯滚动。圆盘上放纸相当于轮坯。齿条刀具由两个螺钉8与纵拖板相联接，可以使齿条刀具的中心线移近或远离轮坯的中心。如果当刀具4上的刻度对准“0”时，即齿条刀具的中心线对准机床节线并与分度圆相切时，为切制标准齿轮时刀具的位置；当刀具的中心线远离轮坯中心，即使中线以上的任一分度线与机床节线对准并与轮坯分度圆相切作纯滚动时，为切制正变位齿轮时刀具的位置；反之则为切制负变位齿轮时的位置。
3.齿轮范成仪参数
刀具：25.0 1 20 ,20chmmma
轮坯：分度圆直径mmd160，故齿数8mdz
实验二 渐开线齿廓的范成实验
实验二 渐开线齿廓的范成实验
实验目的：
1.了解渐开线齿轮的特点及其齿面接触形状。
2.熟悉渐开线齿轮加工的工艺流程和机床调试的方法。
3.掌握齿轮加工中常用的各种刀具和测量工具。
实验原理：
渐开线是一种特殊的曲线，它具有许多的特点，如：齿面接触点不同于轮缘的接触点；齿面接触点沿轴线方向移动，而轮缘的接触点不动；齿面接触点位置会随着传动功率的增加而改变；齿面接触点压力分布更加均匀等。因此，渐开线齿轮具有较高的传动效率、较小的运动误差、较小的声级和较高的寿命等优点，被广泛应用于各种机械传动装置中。
渐开线齿轮的范成加工，是将齿轮和齿轮加工机床的机构组成一个特殊的装置，通过齿轮和调整机床的各种参数（如：齿距因数、压力角、齿槽角等）来实现齿轮的加工过程。具体而言，首先利用数控机床等设备制作出齿形刀具，然后调试机床的各种参数，同时不断进行试切。
渐开线齿轮加工的过程相对复杂，需要进行多次调整和测量，以获得最终的加工效果。具体而言，需要进行以下几个方面的工作：
1.制作合适的齿形刀具。
由于渐开线的齿形较为复杂，因此需要制作出合适的齿形刀具以实现齿轮加工。具体而言，需要进行以下几个步骤：
（1）选择合适的材料，一般为高速钢、硬质合金等。
2.调试机床的各种参数。
调试机床的参数，包括齿轮轴向距离、齿距因数、齿高、齿槽角、压力角等参数。这些参数的设置需要考虑到齿轮的应用环境、传动功率、负载特点等因素，以充分发挥渐开线齿轮的特点。
3.进行试切。
试切即是在机床上进行的小规模加工，用于确认调整参数的正确性。在试切过程中，需注意保护齿轮齿面免受损坏。 4.进行测量和修正。
在加工过程中，需要进行各种测量，包括齿距、齿高、齿厚、齿侧间隙等参数。如果发现加工结果不理想，需要进行修正。
齿轮范成实验 2
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。把一个分度圆直径与扇形齿轮的分度圆直径相等的待加工齿轮的纸坯固联在扇形盘上，把齿条型刀具固联在溜板上，随着扇形齿轮与溜板齿条的啮合传动，轮坯的分度圆与齿条型刀具的某条节线作纯滚动。旋钮3是用来固联纸坯，螺母6可把齿条刀具固联在溜板上，松开螺母后可调整刀具与轮坯的相对位置。假如齿条刀具的中线与轮坯的分度圆相切(此时刀具的标线与溜板两侧标尺的“O〞线对齐)，范成出标准齿轮的齿廓。假如改变齿条刀具与轮坯的相对位置，即刀具的中线与轮坯的分度圆不相切，有一段间隔
齿轮的范成
齿轮的范成
一、实验目的
1.掌握用范成法加工渐开线齿轮齿廓的基本原理；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和齿顶变尖现象的原因及用变位修正来避免根切的方法
3.分析、比较标准齿轮和变位齿轮的异同
二、实验条件
1.齿轮范成仪；
2.圆规，三角尺，铅笔，圆形绘图纸一张；
三、实验方法
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轮齿的一种方法。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮胚，二者对滚时，好象一对齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还沿轮胚的轴向做切削运动，最后在轮胚上被加工出来的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。为了看清楚齿廓形成的过程，可以用图纸做轮胚。刀具与轮胚对滚时，刀刃在图纸上所印出的各个位置的包络线，就是被加工齿轮的齿廓曲线。为了逐步地再现上述加工中刀刃在相对轮胚每个位置形成包络线的详细过程，通常采用齿轮范成仪来实现。
范成仪所用的刀具模型为齿条形插齿刀，其参数为m=20,a=200， ha*=1，c*=0.25。固定在范成仪上面的圆形纸代表被加工齿轮的轮胚，它们可以绕机架上的轴线转动。齿条代表切齿刀具，安装在滑板上，移动滑板时，齿轮齿条使圆盘与滑板作纯滚动。齿条刀具可以相对于圆盘作径向移动，当齿条刀具中线与轮胚分度圆之间移距为x时，分度圆则跟与刀具中线相平行的刀具节线相切并作纯滚动，且按移距的大小和方向切制出正变位或负变位齿轮的齿廓。
四、实验步骤
1.被加工齿轮的模数m=20，z=8和变位系数分别为X1=﹢0.5，X2=-0.5 ，分别计算其分度圆、基圆、齿顶圆与齿根圆直径，填入实验报告表内。
2.将圆形绘图纸分成三等份，即圆心角各为1200，并轻轻画出各自的角平分线；再画出分度圆、基圆及各自的齿顶圆与齿根圆，其参数及尺寸应分别标注清楚。
3.取m=20mm的齿条刀具模型和圆形绘图纸，安装在齿轮范成仪上。将刀具滑板先移到中间，使X1=0区间进入被切削范围。为使刀具顶线与“轮胚”齿根圆相切。来回移动刀架滑板，直到满足要求，再拧紧蝶形螺母，通过压板压紧“轮胚”，固定紧齿条刀具。
实验三渐开线齿廓的范成实验
实验三 渐开线齿廓的范成实验
一、实验目的
1、掌握用范成法加工渐开线齿廓的基本原理；
2、了解渐开线齿轮的根切现象、齿顶变尖的原因及用变位修正来避免根切的方法；
3、分析、比较标准齿轮和变位齿轮的异同。
二、实验设备和用具
1、齿轮范成仪；
2、自备：￠220㎜圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚），红、黑（或兰）色圆珠笔，橡皮、圆规（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器。
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为加工轮齿的方法。刀具有渐开线齿轮（齿条）的外形，它与被切削齿轮坯的相对运动，完全与一对齿轮（或齿条与齿轮）的啮合过程一样，显然这样切制得到的轮齿齿廓就是刀具的刀刃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m=20，z=10和m=10，z=20,o20，ha*=1，c*=0.25。（做实验时，用m=10的齿条）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，安装在滑块4上，移动滑板时，齿轮齿条使圆盘2与滑板4作纯滚动。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上的刻度指标），分度圆则跟与刀具中线相平行的刀具切线相切并作纯滚动，刀具按移距的大小和方向切制出符合一定要求的齿轮齿廓。 图1 齿轮范成仪的构造 按照上述原理，在加工时，刀具与被加工轮坯中心的距离有两种基本的类型：
（a）标准距离：刀具的中线刚好与轮坯的分度圆相切，称为“零”变位，即变位系数x=0。
（b）变位距离：刀具的中线离开标准距离，即不再保持与轮坯的分度圆的相切。
具体分两种情况如下：
——刀具远离分度圆，称为“正”变位，即变位系数x>0；
——刀具进入分度圆，称为“负”变位，即变位系数x<0。