渐开线齿轮参数测定及啮合传动实验指导书(1)

1、渐开线齿轮参数测量及啮合传动实验教学一、实验目的1.渐开线直齿轮几何参数的测量：(1)通过测量共法线的长度来确定模量m和压力角；(2)通过测量齿顶圆的直径da和齿根圆的直径df，确定齿顶高度系数ha*和齿顶间隙系数c *；(3)将标准齿轮的法向长度与实测法向长度进行比较，判断齿轮的修形类型，计算修形系数x，确定齿轮是否存在根切；2.观察直齿轮的啮合传动过程，测量重合度。3.确定变位齿轮的传动类型和啮合参数。二、实验仪器结构和实验原理1.实验仪器的结构如图1所示：图1实验仪器结构图齿轮轴1和2固定在底座上，中心距为1000.027毫米。2#、3#、5#和6#实验齿轮可安装在齿轮1的轴颈上，1#和

2、4#实验齿轮可安装在齿轮2的轴颈上，1#齿轮可分别与2#和3#齿轮啮合，4#齿轮可分别与5#和6#齿轮啮合。测试仪还配有四块有机玻璃制成的透明面板，相当于齿轮箱的一部分。面板上刻有齿顶圆、基圆、啮合线等。这两个孔同时安装在齿轮轴1和2的轴颈上。面板一和面板二分别用于齿轮1-2和齿轮1-3的两对啮合传动，面板三和面板四分别用于齿轮4-5和齿轮4-6的两对啮合传动。2.渐开线直齿轮参数确定原理渐开线齿轮有五个基本参数：z，m，ha*，c*，其中m，ha*，c*均取标准值，z为正整数。对于变位齿轮，还有另一个重要参数，即变位系数x，变位齿轮及其传动的许多尺寸都与x有关。(1)通过测量公共法线的长度，

3、确定模量m和压力角，如图2所示。(1)确定齿距k:测量共同正常长度的总和。确定模量m和压力角：图2用游标卡尺测量普通正常长度根据渐开线的性质，沿基圆滚动的展弦线长度等于在基圆上滚动的弧长。因此在公式中，原因一般只有20个。或者15岁。m应符合标准模数系列，以便通过试算确定模数m和齿轮压力角。(2)通过测量齿顶圆的直径da和齿根圆的直径df，齿顶高度系数ha*和齿顶间隙系数c*被确定：a)偶数齿齿轮b)奇数齿齿轮图3档位da和df的测量偶数齿轮的da和df可以用游标卡尺直接测量，如图3(a)所示。奇数档的da和df必须间接测量，如图3(b)所示。da=d 2h1 df=d 2h2然后：h=(da

4、-df)/2=h1-h2对于标准齿轮h=(2ha* c*)m，分别替换为ha*=1、c*=0.25(正常齿系统)或ha*=0.8、c*=0.3(短齿系统)。如果方程成立，就可以确定齿轮是正常齿还是短齿，然后确定ha*、c*。如果方程不成立，那么齿轮是一个修改齿轮。根据方程式接近真的原理，可以确定齿轮是正常的还是短的，然后确定ha*和c*。(3)计算位移系数x:标准齿轮的公共正常长度=mcos (k-0.5) zinv变位齿轮的公共正常长度=mcos (k-0.5) zinv 2xmsin如果测量值等于计算值，x=0，并且齿轮是标准齿轮；如果的话，齿轮是一个变位齿轮，变位系数x:(4)计算无咬边

5、的最小位移系数xmin:为了保证变位齿轮不咬边，应满足以下要求：sin2标准齿轮无根切的最小齿数为：所以：3.渐开线齿轮啮合传动过程图4渐开线齿轮的啮合过程一对渐开线外齿轮的理论啮合线是两个基圆的内公共切线n1n2，实际啮合线是两个齿顶圆的交点与理论啮合线之间的线段(见图4)。两个齿轮的齿在b2开始啮合，接触点是从动齿轮的齿顶圆的齿廓和主动齿轮的齿廓。随着传动的进行，两个齿廓的啮合点将沿着驱动轮的齿廓逐渐从齿根向齿顶移动；沿着从动轮的齿廓，从齿顶到齿根逐渐移动。当啮合到达点b1时，两个车轮的齿廓即将分离。为了使两个车轮能够连续啮合和驱动，实际啮合线长度应大于(至少等于)齿轮的正常节距pn(即基

6、本节距pb)，重合度a:5.变位齿轮传动的类型及啮合参数的确定原则。根据相互啮合的两个齿轮的变位系数和(x1，x2)值的不同，变位齿轮传动可分为三种基本类型：(1)x1 x2=0，x1=x2=0是标准档位变速器。(2)x1 x2=0，x1=-x20称为等位移齿轮传动，也称为高位移齿轮传动，也称为零传动。(3)x1 x20，这叫不等位移齿轮传动，也叫角位移齿轮传动。其中： x1x2 0，称为正向驱动； x1x2 0，称为负向传输。三。实验步骤1.计算每个轮的齿数，并确定测量普通法线长度的跨越齿k。确定跨齿数的目的是保证卡尺的测量爪在跨k和k 1齿时能与齿廓的渐开线相切，最好在分度圆附近切削。在该

7、系数中，每个车轮的位移系数x和压力角是未知的，因此k无法计算。建议每个齿轮的跨齿数为：k1=4；k2=2；k3=3；k4=3；k5=2；k6=4 .2.分别测量每个齿轮的公共法向长度和1；3)通过pb=1-= mcos 确定每个档位的m和m；4.测量每个偶数档的da和df；5.测量每个奇数档的d、h1和h2，计算da和df；6.计算齿高，用h=(2ha* c*)m确定ha*和c *；7.计算标准齿轮的正常长度=mcos(k-0.5)zinv；比较：如果=，齿轮是标准齿轮x=0；如果，齿轮是一个修改的齿轮，x=(-)/(2mcos)8.通过判断每个齿轮是否有咬边；9.将齿轮1、2、1、3、4、5

8、、4、6安装在实验仪器台板的齿轮轴上，然后安装相应的面板(其描绘面朝下)，转动每对小齿轮，观察齿轮传动的啮合过程，注意啮合点位置的变化及其与啮合线的位置关系；10.测量这四对齿轮的实际啮合线长度(当齿顶圆与理论啮合线的交点b2超过n1时，实际啮合线长度为)，计算重合度a；11.判断这四对齿轮传动的类型，比较它们的特性，计算它们啮合传动的几何参数。四.预防措施1.实验仪器的台面、被测齿轮和卡尺应小心轻放，不要脱落，以免伤脚和损坏实验设备。2.有机玻璃面板的安装应使刻度面朝下(靠近齿轮的端面)，并应避免划痕。3.实验过程中应携带渐开线函数表、计算器和标尺。4.实验步骤1 8由单个齿轮完成，9 11

9、在试验台架上完成。渐开线齿轮参数测量及啮合传动实验实验报告专业课的姓氏日期同一个小组指导老师取得成功实验仪器：一、渐开线齿轮参数的测量测试中的齿轮1#2#3#4#5#6#z跨度编号km(mm)da(mm)df(mm)ha*c*wkxxmin二、外啮合直齿轮传动几何参数的计算值参数名称标志1-2档1-3档4-5档4-6档位移系数传输类型分度圆直径底座直径啮合角中心距中径中心距离变异系数齿顶变异系数h4.如何确定被测齿轮是否变位，如何确定变位系数？5.如何判断被测齿轮是否咬边？这六个齿轮中的哪一个被咬边了？6.直齿轮传动有哪些类型？实际中心距离和标准中心距离有什么区别？啮合角和压力角有什么区别？7.变位齿轮的无侧隙啮合方程是什么？如何实现一对既能满足侧隙啮合要求，又能满足标准顶隙c*要求的变位齿轮传动？8.变位齿轮传动的中心距变化系数y和齿顶高度变化系数y的含义是什么？9.齿轮传动的理论啮合线和实际啮合线是什么？它们是如何绘制的？10.当齿轮分别与齿轮2和3啮合时，为什么计算出的齿