实验二 齿轮范成原理
一、 实验目的
1.掌握用范成法加工渐开线齿轮齿廓基本原理，观察齿廓
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，建立变位齿轮的基本概念。
3.了解刀具变位对被加工齿轮各参数的影响，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。
二、 设备与工具
1.齿轮范成仪。(实验室准备.)
2.学生自备
:
计算器、圆规、三角尺、两支不同颜色的铅笔或圆珠笔；A4白纸一张(绘图纸或打印纸)。
三、 实验原理与方法
范成法是用一对齿轮互相啮合时其共轭齿廓互为包络线原理来加工轮齿的。加工时其中一个轮为刀具，另一轮为轮坯，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，这样所制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线，今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线必定为渐开线。由于在实际加工时，看不到刀具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，并用笔将刀具刀刃的各个位置画在图纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。
范成仪所用的刀具模型为齿条插刀，仪器构造的示意图如图1所示。圆盘1绕其固定的轴心转动，在圆盘的周缘刻有凹槽，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等于被加工齿轮的分度圆。钢丝的两端分别固定在横拖板3上的a处与b处，横拖板可在机架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保持固定的角速比传动（和被加工齿轮相对于齿条运动一样），在横拖板上装有刀具5。刀具相对于横拖板沿垂直方向移动，可调节刀具中心线至轮坯中心之间的距离。
当切削标准齿轮时，将刀具中心线调节至与被加工齿轮分度圆相切的位置（或使刀具的齿顶与被加工齿轮的齿根圆相切）；当加工正移距修正齿轮时，要重新调节刀具中线的位置，其移距值xm由横拖板端面上的刻度读出（或使刀具的齿顶与变位齿轮的齿根圆相切）。
图1 范成仪
四、实验步骤
1.根据已知刀具的模数m、压力角α和被加工齿轮的齿数Z，计算被加工的标准齿轮与移距修正齿轮的分度圆、基圆、根圆及顶圆大直径。
2.将上述各圆分别画在绘图纸上（只画半圆即可），然后将纸剪成比最大的顶圆直径略大1-2毫米的半圆形作为轮坯。
3.把代表轮坯的图纸放在圆盘上，将刀具移至机架的正中位置，使半圆正对刀具，将图纸中心与圆盘中心对准后用压环7压住。
4.对刀：即调节刀具中心线，使在切削标准齿轮时，刀具分度线与被加工齿轮的分度圆相切（或刀具齿顶与轮坯根圆向切）。
5.切削齿廓时，先将刀具推至范成仪的一端，然后每当向另一端移动一个小的距离时(2-3毫米)，即在代表轮坯的图纸上用笔画出刀刃的齿廓线(代表已切去)，直到形成2-3个完整的轮齿时为止。
在上述过程中应注意轮坯上齿廓形成的过程。
6.观察标准渐开线齿廓有无根切现象。如有根切则分析其原因。
7.根据你所确定的移距系数x和移距量xm，在同一张标准渐开线齿廓上，重新调节刀具（先外移xm），使在切削正移距修正齿轮时的位置上，重复步骤4，用另一种颜色的笔画刀具刀刃齿廓线，也形成2－3个完整齿为止。
8.比较所得标准齿轮和移距修正齿轮的齿厚、齿间距、周节、齿顶厚、根圆、顶圆、分度圆和基圆相对变化的特点。
四、 思考题：
1.齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于（ha*+c*）m？
2.用齿条刀具加工标准齿轮时，刀具和轮坯之间的相对位
置和运动有和要求？
3.通过实验说明你所观察到的根切现象的特点怎样？是由
于何原因引起的？避免根切方法有哪些？
加载中，请稍候......
加载中…