齿轮范成原理及参数测定.doc

实验三 齿轮范成原理及参数测定一、目的：1掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓形成过程。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。3分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。4掌握用游标卡尺测定变位齿轮参数的方法。井熟悉变位齿轮上各个参数之间的关系。二、设备和工具1齿轮范成仪；2剪刀、自备圆规、三角板、红兰铅笔、小刀、游标卡尺、齿轮模型三、齿轮范成原理和方法 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。加工时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，它们保持固定的角速比传动，安全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样，同时刀具沿轮坯的齿宽方向作切削运动，这样制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线亦为渐开线。由于在实际加工时，看不到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，并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记录在绘图纸上，这样就清楚地观察到齿廓范成的过程。 齿轮范成仪所用刀具模型为齿条插刀，仪器构造如图： 圆盘1绕其芯轴0转动，在圆盘的后面装了一个齿轮与横拖板2上的齿条啮合传递运动，横拖板可以沿水平方向左右移动，通过齿条、齿轮的啮合带动圆盘转动，在横拖板上通过五、齿轮参数测定的原理与步骤 1、说明一渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：齿数Z、模数m、齿顶高系数、分度圆压力角和变位系数)X等。而这些参数则可通过用游标卡尺测得的数据计算出来的。 2、基圆周节Pb和基圃齿厚Sb的测定：先用游标卡尺的一对卡脚卡住k个齿，如图1所示k=2。使两个卡脚切于齿廓的工作 先用游标卡尺的对卡脚卡住k个齿图1所示k=2。使两个卡脚切于齿廓的工作 段。图中切于a、b两点，这时测得的公法线长度为Wk毫米。然后再卡住(k+1)个齿也要两个卡脚切于齿廓的工作段，这时测得齿廓间的公法线长度为wk+1毫米。从渐开线性质可知：齿廓间的公法线长ab与所对的基圆上园弧aobo的长度相等。因此卡住k个齿的公法线长Wk为： Wk=(k-1)Pb十Sb(1) 式中：K跨齿数，计算公式 Pb-齿在基圆上的周节，称为基节。 Sb-轮齿在基圆上的齿厚。 卡住(k+1)个齿的公法线长Wk+1为 Wk+1=KPb+Sb(2) 解(1)(2)式即可求得Pb与Sb为： Pb = Wk+1Wk Sb = wk+lKPb = KWk(k1)Wk+1， 根据求得的Pb可按下式算出模数 由于式中的可能是15o，也可能是20o，故分别将的两个值代人上式，算出两种可能的m值。然而一只齿轮分度圆上的m只可能有一个值，而且是标准值，因此最接近于该两种数值的模数标准值即为所测齿轮的m值。由于制造、测量过程中不可避免地存在着误差，从公式算出的m值与标准值之间往往有偏差，但这些偏差总是比较小的，因此可以根据计算值来确定其标准值。 从以上的计算，求得的Sb应适合下列的计算式 变位系数的计算公式：X= 式中： Sb=Wk+1 - KPb 3、顶圆直径da和根圆直径df的测定 (1)当Z为偶数时，可用游标卡尺直接量出da与df。如图3(a) (2)当Z为奇数时，则可间接测出da与df。如图3(b)，其计算式为： 4、测量时注意事项： (a) Wk，Wk+1，da，df，dk，H1，H2须测量三次取其平均值。 (b) 读数或计算值须精确到小数点后2位。 (c) 测量Wk，Wk+1时两卡脚必须与齿廓的渐开线部分相切。六、思考题 1通过实验，说明你所观察到的根切现象是怎样的?是由于什么原因引起的? 如何避免根切? 2比较用同一齿条刀具加工出来的标准齿轮与变位齿轮的几何参数：m、h r、rb、ho、h、nS、Sb、Se、马中那些变了?那些没有变?为什么? 3比较这种齿轮的齿廓曲线是否全是逐开线?根切现象发生在萎圆之内还是 基圆之外?用任意圆齿厚计算公式计算任章圆齿厚应注意什么? （a） Z=偶数（b） Z=奇数图3附表一：齿轮范成实验参数计算姓名学号班级实验日期指导教师成绩1.原始数据：齿条模数m= 毫米压力角=齿顶高系数ha*=径向间隙系数C*=被加工齿轮齿数Z=分度圆半径r=2.齿轮几何参数计算名称计算参数计算公式标准齿轮负变位齿轮正变位齿轮齿数Z最小移距系数Xmin基圆半径rb齿顶圆半 径ra标准齿轮变位齿轮齿根圆半 径rf标准齿轮变位齿轮移距系数X附表二：变位齿轮测量报告姓名学号班级实验日期指导教师成绩1.测量或计算值：齿轮编号项 目 单位测量值或计算值平均测量值或计算值测量值或计算值平均测