实验二齿轮范成原理的计算机动态模拟

1、实验二 齿轮范成原理的计算机动态模拟一、实验目的1. 通过计算机图形演示，掌握用范成法切制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。二、实验内容l观察渐开线齿廓形成过程；2. 用计算机模拟出标准与变位齿轮的渐开线齿廓。三、实验设备和工具1计算机及其打印机；2.齿轮范成原理计算机动态模拟软件。四、实验原理范成法是利用一对齿轮互相啮合传动时，其共饥齿廓互为包络线的原理来切制齿轮的。 在用齿条插刀切制齿轮的过程中，齿条可以当作是一个基圆无限大的齿轮。刀具与轮坏的 相对运动相当于齿条与齿轮的啮合，而齿条与齿轮啮合必需具备严格

2、的对滚关系。由于齿 轮的分度圆永远是与齿条啮合的对滚节圆，所以分度圆的线速度应与齿条移动的速度相 等，这是用齿条插刀切制渐开线齿轮的核心问题。当齿条插刀的中线作为节线与轮坏的分 度圆相切作纯滚动时，可切制出标准齿轮。当齿条插刀上任意一条平行于中线的直线作为 节线与轮坯的分度圆相切作纯滚动时，可切制出变位齿轮。在实际加工时，若被加工齿轮的齿数为z、模数为m,轮坏的角速度为3,则齿条插刀 将以v二m z3 / 2的速度移动。齿轮范成软件采用了 “反转法”，将相切纯滚动的过程在 屏幕上模拟再现出来，即轮坏不动，齿条以一3的角速度绕轮心0转动，且沿分度圆的切 线方向移动，移动的速度仍为v二mz3/2。

3、计算出齿条插刀上各点的坐标值，采用连续 画线语句便动态包络生成渐开线齿廓，这样就能清楚地观察到齿轮的范成过程。五、实验步龙1. 齿轮根切演示软件的运行步骤在jycai目录下找到cai2. exe文件,键入cai2后,便进入此模块菜单。其内容如下: 齿轮机构计算机辅助教学软件菜单1. 齿轮根切演示2. 标准与变位的齿轮渐开线3. 齿轮设计4. 渐开线啮合设计q.退出菜单3）齿轮设计在菜单中选择3后，屏幕便出现以卜内容：* geardcsig n* 齿轮设计input date输入数据（alpaiia=20 m=10mm h*a二 1 c*二0. 25） （y/n） ?若修改则键入 n,否则键入

4、y input zl, z2=? zl=15, z2=45 （输入之后可以看到计算出的xlmin, x2min） input x1,x2=?输入 xi, x2输入完毕后,在屏幕右侧列出两齿轮的尺寸rl, r2, ral, ra2等。4）渐开线啮合设计在菜单中选择4后，屏幕便出现以卜内容：*simuleition for procedure of gearing *渐开线啮合设计 input zl, z2, xi, x2=? 输入 zl, z2, xi, x2输入后可以看到绿色和深红色表示的两齿轮的接触齿廓、基i员i、节i员i。通过按空格键, 可看到两齿轮的啮合过程，啮合点在啮合线上移动，直到分

5、离。3. 齿轮范成原理计算机动态模拟软件的运行步骤木软件可演示用范成法加工齿轮的过程，可选用齿条刀具或齿轮刀具。若选用齿条刀 具（滚齿加工），可切制，并可观察根切现象。若选用齿轮刀具（插齿加工），可切制标准或变 位的渐开线内齿轮、外齿轮。同时木软件还可以演示一对齿轮的啮合及齿形比较等。在jycai目录下运行cljg1 （或cljg2）,运行后屏幕便出现该软件系统的主菜单。本软 件系统采用菜单方式，每个模块功能及使用说明均挂在菜单中，各项操作的提示以汉字方 式给出。由于其各模块项数较多，貝体注意事项及输入参数要求查阅系统的在线帮助，按 提示进行便可。六、计算机运行结果渐开线齿轮范成实验报告班级姓

6、名学号实验日期指导教师成绩、基本参数1.齿条刀具参数：模数加压力角q齿顶高系数町顶隙系数/2.被切齿轮参数：齿数z =正变位系数兀=负变位系数x4.最小变位系数：几血=町（“曲-z” “曲二、齿轮几何参数计算名称计算公式标准齿轮正变位齿轮负变位齿轮分度圆半径rr = mz / 2基恻半径rbrb = mzcosa /2齿顶圆半径ru乙=厂 + ham + xm齿根圆半径口rf = r - （h： + c ）m + xm分度圆齿距pp = mn分度圆齿厚ss = mn! 2 + ixmtga齿顶高haha = ham + xm齿根高h,hf = （h：- x）m采用的变位系数x 二三、齿轮范成出

7、的渐开线齿形（屏幕抓图）止变位齿轮标准齿轮负变位齿轮四、思考题1.你所观察到的根切现象发生在何处？加工标准齿轮时的根切现象是山什么原因产生的?如何避免。2.实验结果比较：标准齿轮与变位齿轮的齿形有何不同?可用下衣中的参数加以比较。（止、负变位齿轮与标准齿轮比较，用减小、相等、增大来说明变化）名称marrbra止变位齿轮与标准齿轮比较负变位齿轮与标准齿轮比较名称pshhthk正变位齿轮与标准齿轮比较负变位齿轮与标 准齿轮比较3.收获和意见请输入选择项(1-4、q)?在提示后面键入选项(1-4、q)即可进入各选项。2. 齿轮根切演示软件程序说明1) .齿轮根切演示在菜单中选择1后，屏幕便出现以卜内

8、容：*generatc cutting for invoic gear *input data输入数据m(mm), z=?按次序输入模数、齿数：m=20, z = 8alpaiia(dcg),h* * * *a ,c*二？按次序输入压力角(度)、齿顶高系数、顶隙系数:alpaha二20,町宀0.25x'二？输入变位系数：x' =0ok (y/n) ?确定输入y,否则键入n,重复到正确为止。输入完毕后，屏幕的左边出现一把绿色的齿条刀，通过按空格键可以看到范成加工过程和最后形成的齿形。演示完毕后屏幕岀现刚才输入的数据，按大写字母e退出。重复命令：采用同一组数据，将x'改动，xmin=d7-z)/17,使x >xmin观察部根 切情况。2) 标准与变位齿轮渐开线在菜单中选择2后，屏幕便出现以下内容：*standard and modi f ied involute gear *标准与变位的齿轮渐开线input data输入数据(alpaha二20 m=10nuii h*a=l c*二025 (y/n?)这是提问是否确认括号内的设置参数值。 若确人键入y,如有修改则键入n后出现下面提问：alpaha二？h*a二，c*二？然后会依次输入修改的数据。input z, x=?键入齿数、变位系数：z=