齿轮范成法加工原理(可控制的动态图)
齿轮范成实验（齿轮轮廓曲线的绘制）
实验三渐开线齿廓加工原理一、实验任务及目的（一）观察渐开线齿廓的形成过程，掌握用范成法制造渐开线齿轮齿廓的基本原理；（二）观察渐开线齿轮产生根切的现象，了解产生的原因以及如何避免根切；（三）分析比较标准齿轮和变位齿轮的相同点和不同点，理解变位齿轮的概念。
二、实验设备和工具（一）齿轮范成仪；（二）圆规、绘图纸、三角板、剪刀、两支不同颜色的铅笔或者圆珠笔（学生自备）；（三）渐开线齿轮模型、挂图或者“齿轮范成实验”电教片（可省略）。
三、实验原理和方法范成法是利用一对齿轮啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来加工轮齿的一种方法。
在实际加工齿轮过程中，工厂采用插齿机加工金属齿轮，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，两者在滚动加工过图中：1——机架；2——圆盘；3——钢丝；4——拖板；5——小拖板；6——刀具；7——螺旋圆盘2绕固定于机架1上的轴心0转动，在圆盘的周缘刻有凹槽，内部嵌有两根钢丝3，其中心线（图3－1中圆盘2上虚线为钢丝3的中心线）形成的圆相当于被加工齿轮的分度圆。
两根钢丝的一端分别固定在圆盘2上B、'B，另一端分别固定在拖板4的A、'A处，拖板4可在机架上沿水平方向移动，钢丝便拖动圆盘转动，这与被加工齿轮相对于刀具的运动是相同的。
在拖板4上还装有带刀具6的小拖板5，转动螺旋7可使其相对拖板4垂直移动，从而调解刀具中线至轮坯中心的距离。
四、实验步骤和要求ha，顶隙系数*c）和被加工齿（一）根据已知刀具参数（齿距p，压力角α，齿顶高系数*轮参数（分度圆直径d），计算被加工齿轮的基圆半径、最小变位系数和最小变位量、标准齿轮的齿顶圆和齿根圆直径、变位齿轮的齿顶圆和齿根圆直径，将这些圆画在同一张绘图纸上并进行标注，沿最大圆直径将绘图纸剪成圆形纸片，作为本实验用的“轮坯”。
（二）将“轮坯”安装在圆盘上，保证其圆心与圆盘中心重合。
（三）调节刀具中线，使其与被加工齿轮分度圆相切，此时处于切制标注齿轮时的安装位置。
齿轮范成法加工原理
齿廓曲线的包络过程
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齿廓曲线的包络过程
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齿廓曲线的包络过程
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基于Matlab的渐开线齿轮的范成法仿真 (2)
基于Matlab的渐开线齿轮的范成法仿真摘要：本文介绍了应用编Matlab进行编程实现齿轮和齿圈的范成仿真,实现参数化设计.通过此程序可以得到齿轮的范成动态模拟图,从而更形象了表达了齿轮的加工过程，也能帮助设计人员提前发现齿轮传动过程中可能发生的干涉,提高了设计效率。
关键词:Matlab;齿轮;范成仿真;参数化设计K inematical simulation of gears based on MatlabTIAN Donglong WU Baolin（1.School of Mechanical Engineering Tianjin Polytechnic University TianJin 300387;2.Tianjin Polytechnic University Academic Affairs Office TianJin 300387)Abstract:The paper introduces themethod of Matlab simulation ofmaking involute gears and gear ring, and provides away of parametric design bymeans of Matlab language. We can get exact profile of gear teeththrough themethod. It can help the designer check the interference beforemanufacture, and enhance the design efficiency.Key words:Matlab; gear; kinematical simulation; parametric design0前言渐开线齿轮的范成是利用一对齿轮在相互啮合是，其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的一种方法。
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。
实验二 齿轮范成原理实验
实验二齿轮范成原理实验一目的1.了解用范成法切制渐开线齿轮的基本原理；2.观察渐开线齿廓的形成过程及根切现象。
二设备及工具1.齿轮范成仪2.铅笔、橡皮及纸张（自备）三范成仪的构造及工作原理1．主要参数齿条刀具：m=20, α=200, h c*=1, C*=0.25被切齿轮：m=20, α=200, Z=10, X=±0.52．构造齿轮范成仪如图所示，圆盘1代表被加工齿轮轮坯，可绕固定在机座4上的轴O转动；代表切齿刀具的齿条2安装在溜板3上，当移动板时，圆盘1凭借钢丝的带动保证节圆和节线作纯滚动（即刀具和轮坯的范成运动）。
3．原理范成仪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的。
该实验制造齿轮的刀具是齿条，它和被切齿轮轮坯的相对运动，正好和齿轮齿条的啮合一样，即是说具有渐开线齿形的齿条刀具在切削过程中切出它的包络线，该包络线就是被加工齿轮的渐开线齿廓。
由于在实际加工时，看不见形成包络线的刀刃的一系列位置，故通过范成仪来实现上述刀具与轮坯的范成运动，用铅笔画出刀刃的一系列位置，就能清楚地观察到齿轮的范成过程。
四实验步骤1.根据已知的基本参数m, α, h c*, C*计算被加工齿轮的分度圆直径，以及标准齿轮、正、负变位齿轮的基圆、根圆及节圆直径，将结果填入实验报告中，并标注在已等分的圆形图纸上。
2．将图纸固定在圆盘上，使刀具处于切制标准齿轮的位置上。
3．“切齿”：将齿轮刀具溜板推到最右边（或最左边），然后每当把溜板向左（或向右）移动一个微小距离（2～3㎜）时，便用铅笔在绘图纸上描下刀具的刀刃位置，直到形成2～3个完整的轮齿为止。
4．“观察”：在“切齿”过程中，观察齿的形成过程和根切现象。
5．“变位”：正变位时，将刀具离开轮坯中心向外移动X㎜后，再按上述步骤切齿；负变位时，将刀具靠近轮坯中心移动X㎜后，也按上述步骤“切齿”。
6．比较三次所切齿形的变化。
7．填写好实验报告，将齿廓图附于实验报告中。
渐开线齿轮范成原理ppt课件
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。
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。
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？
齿轮的范成实验
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？
机械工程实验教学中心
渐开线齿轮范成原理
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。
三、原理和示例
齿轮范成原理
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3.实验步骤与说明
5)把溜板向左推动使齿条刀具在齿顶圆的左外方。每 次向右均匀移动溜板一段小距离（每次大约3~5mm 左右）。并用铅笔划一次齿条刀具轮廓于图纸上， 直到将齿条刀具移到齿顶圆右外方为止，包络出二 个齿形。
范成法是利用一对齿轮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一方面刀具与轮坯在机床传动链作用下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
齿轮范成原理实验
2
一.实验目的
掌握范成法切制渐开线齿轮的基本原理。 了解渐开线齿轮产生根切现象的原因及
避免方法。 分析、比较相同模数和齿数的标准齿轮与
齿轮范成
齿轮根切
4
螺母
压板
齿条插刀 变位标
尺
范成仪简介
螺钉
扇形板
机座 啮合溜板
5
6
7
刀具中线
齿条插刀
8
滚 刀
9
10
1.齿轮范成仪加工齿轮原理
范成法加工渐开线齿轮的原理是利用一对齿轮啮合 时其齿廓曲线互为包络线的原理来加工渐开线齿轮 的．
范成法加工渐开线齿轮的刀具有：齿轮形的刀具齿 轮插刀，齿条形的刀具齿条插刀和滚刀．本范成仪 用的是齿条插刀．
齿轮范成实验报告
实验名称 齿轮范成实验 实验日期
姓名
实验数据记录：
班级
成绩
组 数据来 别源
模 数
固定弦 齿厚Sc
固定弦 齿高hc
公法线 长度W
渐开线齿轮范成原理
3、将齿条刀推至一边极限位置，依次移动齿条刀 （单向移动，每次约2-3mm),并依次用铅笔描出刀 具刃廓各瞬时位置。重复上述工作，直到齿条刀移 动到另一极限位置。注意移动时刀具中心线与轮坯 分度圆始终相切。
分度 指状铣刀加工
齿轮的加工—范成法
范成法：是利用一对齿轮在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。
优点：在用范成法加工齿轮时，只要刀具和被加 工齿轮的模数和压力角相同，则不管被加工齿轮 的齿数有多少，都 可以用同一把刀具来加工。因 而生产率较高，常用作大批量生产。
齿轮的加工—范成法
特点：刀刃包络线=齿槽形状
ω00
ω
齿轮的加工—范成法
v 齿轮插刀
切
让刀运动
削
运
动
范成运动
ω0 ω
齿轮插刀加工
标准齿条刀具
*
*
m m
2
2
刀顶线 齿顶线 分度线
刀根线
齿廓的根切
❖ 齿轮根切 —— 用范成法切制齿轮时，有时刀具的顶部过 多地切入了轮齿的根部，将已切制好的渐开线齿廓再切去一 部分，这种现象称为齿轮根切。
加工标准齿轮，刀具中线与齿轮分度圆相切 1 2 3
4 5
加工正变位齿轮，刀具移出，刀具中线与轮坯分度圆相离 1 2 3
4 5
加工负变位齿轮，刀具移进，刀具中线与齿轮分度圆相割 1 2
3
4 5
切制出的齿轮范成效果如图所示
四、实验内容及要求
➢ 完成标准齿轮、正变位齿轮（x=+0.5)、负变位齿轮 （x=-0.5)的切制
加工标准齿轮刀具中线与齿轮分度圆相切加工标准齿轮刀具中线与齿轮分度圆相切加工正变位齿轮刀具移出刀具中线与轮坯分度圆相离加工正变位齿轮刀具移出刀具中线与轮坯分度圆相离加工负变位齿轮刀具移进刀具中线与齿轮分度圆相割加工负变位齿轮刀具移进刀具中线与齿轮分度圆相割切制出的齿轮范成效果如图所示四实验内容及要求完成标准齿轮正变位齿轮x05负变位齿轮x05的切制根据齿条刀m10mm被加工齿轮z16变位系数分别为00505的情况计算齿轮各参数填入实验报告表中并将计算结果进行比较将计算结果与实验模拟加工的齿轮进行对照加深对范成原理及变位齿轮加工异同的理解
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标准齿条型刀具范成法加工原理
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