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实验二渐开线齿廓的范成原理实验

一、实验目的

1．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；

2．了解渐开线齿轮产生根切现象的原因及用变位来避免发生根切的方法；

3．分析、比较渐开线标准齿轮和变位齿轮齿形的异同点。

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）；

3．HB铅笔、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，显然这样切制得到的轮齿齿廓

就是刀具的刃廓在各个位置时的包络线。

四、实验仪器简介

图1

1、压板2、圆盘3、齿条刀4、滑板5、机架



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=20mm和m=8，=20°，

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ha*=1，c*=0.25。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，安装在滑板4上，移动滑板时，齿轮齿条使圆盘2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。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上的刻度指示），被切齿轮分度

圆则和与刀具中线相平行的节线相切并作纯滚动，可切制出标准齿轮（xm=0）或正变位（xm

＞0）、负变位（xm＜0＝齿轮的齿廓。

四、实验内容

本实验可分必做与选做两部分。

必须要求完成切制m=20mm、z=8的标准、正变位（x=0.5）和负变位（x=-0.5）渐开

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线齿廓，三种齿廓每种都须画出两个完整的齿形，比较这三种齿廓。

选做要求完成切制m=20mm、z=8和m=8mm、z=20的标准渐开线齿廓，两种齿廓每

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种都须画出两个完整的齿形，比较这两种齿廓。

五、实验步骤



按m=20mm、z=8、=20°、ha*=1、c*=0.25、x=0.5、x=-0.5分别计算标准、正复位、

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负变位三种渐开线齿廓的分度圆直径d、齿顶圆直径d、齿根圆直径d、基圆直径d和标准

afb

齿轮的周节P、分度圆齿厚S、齿间距e。将作为轮坯的圆形绘图纸均分为三个扇形区，分

、、、

别在三个扇形区内画出三种齿廓的上述四个圆dddd。

afb

此步骤应在实验课前完成。

1．绘制标准齿轮齿廓

（1）将轮坯圆纸安装在范成仪上，使标准齿扇形区正对齿条位置，旋紧螺母用压板

1压紧圆纸；

（2）调整齿条刀3位置，使其中线与轮坯分度圆相切，并将齿条刀