实验四 直齿圆柱齿轮范成实验.doc

汕 头 大 学 实 验 报 告学院:工学院 系:机电系 年级: 姓名: 学号: 组:实验表现及原始数据记录(40)实验结果及分析(40)实验原理及报告规范认真程度(20)总评(100)实验四 直齿圆柱齿轮范成实验一、实验目的和要求（1）掌握渐开线齿廓范成法加工的原理；（2）了解渐开线标准齿轮根切的原因及避免根切的方法；（3）比较标准齿轮与（正）变位齿轮齿形的异同点。二、主要仪器设备（1）齿轮范成仪；（2）不同颜色笔；（3）待加工齿轮毛坯（用图纸剪成）三、实验原理（齿轮范成加工原理）齿轮范成法加工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齿轮的。加工时其中一轮为刀具，另一轮为毛坯，毛坯与刀具之间仍然保持固定的角速度比运动。它们的对滚运动与一对相互啮合的齿轮的运动完全一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。这样切制的齿轮的齿廓就是刀具的刀刃在轮坯上各个位置的包络线；若用渐开线作为刀具的齿廓，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之间的传动过程。齿轮范成仪是根据用齿条刀具加工齿轮来设计的。齿条刀具节线与齿轮分度圆的相切对滚是靠齿轮齿条啮合来保证的。每移动齿条刀具一个小距离，齿轮则转过一个小角度，连续进行传动，则齿条刀具廓线将包络出齿轮轮齿廓线。当然，为切出全齿宽,刀具还必须有纵向进刀,但这种进给运动不影响齿轮轮齿廓线的几何形状，故本实验中不涉及到进刀运动。这样我们就能清楚地看到渐开线齿廓形成的过程。范成仪主要由装卡轮坯（毛坯纸）的大圆盘1、安装齿条刀具的横拖板2及底座3等三部分组成；大圆盘通过其底部的传动齿轮与横拖板底部的齿条啮合传动，保证了轮坯与齿条刀具的对滚运动。1.大圆盘 2.横拖板 3.底座 4.齿条形刀具 5.压板 图3-1 齿轮范成仪结构图四、实验内容（附齿廊包络线图纸）齿条刀具参数为m=20、=20、Z=10、ha*=1、c*=0.25时，要求切制z=10的两个齿轮，其中标准齿轮与正变化（不根切）齿轮各一个。（1）标准齿轮齿坯计算公式（X=0）Z=10分度圆半径： r = m Z / 2基圆半径： r b = r cos齿根圆半径： r f = m Z - 2 (ha*+C* ) /2齿顶圆半径： r a = m ( Z+2ha*) / 2 （注：忽略齿高变动系数）（2）变位齿轮齿坯计算（不根切）Z=10最小变位系数：Xmin = ha* ( Zmin - Z ) / Zmin ( 取ha* =1, Zmin =17)分度圆半径： r = m Z / 2基圆半径： r b = r cos齿根圆半径： r f = m Z - 2 (ha*+C* ) +2X /2齿顶圆半径： r a = m ( Z+2ha*+2X ) / 2 （注：忽略齿高变动系数）（3）毛坯纸制作根据范成仪齿圆盘的大小剪好直径为270毫米的齿轮轮坯，然后在其中心剪出直径为32毫米的圆孔。在绘图纸上画出中心线、分度圆、基圆及齿顶圆和齿根圆。毛坯纸形状如附件所示。注意：毛坯纸是需要在实验前准备好的模板，实验前每人按附件图给出的尺寸在A4纸上画好或直接取用附件纸，然后按最外面的圆裁剪。实验时把裁剪好的毛坯纸带来并每人带一支蓝色笔与黑色笔。五、实验数据记录及分析齿条原始参数计算公式标准齿轮（x=0,z=10）变位齿轮（不根切，z=10）变位系数Xmin = ha* ( Z变 - Z ) / Z变 ( 取ha* =1, Z变 =17)00.412移距S=Xm08.235分度圆直径D = m Z 200mm200mm基圆直径Db = 2r cos188mm188mm齿顶圆直径D a = m ( Z+2ha*) D a = m ( Z+2ha*+2X ) 240mm256.48mm齿根圆直径D f = m Z - 2 (ha*+C* ) D f = m Z - 2 (ha*+C* ) +2X 150mm166.48mm中心孔直径32mm32mm六、思考题1、什么是根切现象？加工齿轮时如何避免根切现象？答：根切现象：应用范成法加工渐开线齿轮的过程中，当被加工齿轮的齿数少到一定数值后，或负变位过大时，齿轮轮齿根部的渐开线会被切去一段而产生根切现象。根切到一定程度后，不仅会削弱轮齿根部的强度，还有可能降低传动的重合度，影响传动的平稳性。避免：为了防止根切在加工齿轮时将齿轮根部的渐开线切出一个圆角，或者采用变位齿轮。2、简述正变位传动与负变位传动的优缺点。