《机械原理》实验二(齿轮范成加.pdf

证性实 指导书 实 名 称： 轮的范成加工原理 验 简 介：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。 适 用 课 程： 机械原理 实 目 的：A 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；B 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；C 比较标准齿轮和变位齿轮各部分尺寸的异同 点。 面 向 专 业： 机械类 实验项目性质： 验证性 （课内必做） 计 划 学 时： 2 学时 实 分 组： 1人/组 实 照 片： 1 《机械原理》课程实 指导书 实验二 齿轮的范成加工原理 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 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； 3. 比较标准齿轮和变位齿轮各部分尺寸的异同点。 二、 实 设备和工具 1. “渐开线齿形范成仪”一台； 2. “轮坯纸”（绘 纸约200 ×200 毫米）一张； 3. 圆规、三角板、2H 铅笔、红蓝铅笔、橡皮等 （自备）。 三、 实 原理与方法 1. 范成原理 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 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 ha * c *m ，比齿条高出了C*m，这部分的齿廓曲线 是某种圆角部分，（ 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。 2 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：v刀 wg 。 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。 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v刀 移动，通过机床运动链 使v刀 wg ，且轮坯分度圆与刀具节线相切， 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。 在 际加工时，因看不到形成包络线的刀刃的一系列的位置。故用范成仪来模拟上述 的刀具与轮坯间的范成运动，用铅笔画出刀具刀刃的一系列位置，就能清楚地观察到轮齿 的范成过程。 2 ． 渐开线齿形范成仪 范成仪如 2 －4 所示，1 为有机玻璃盘，代表被加工齿轮的轮坯