实 验 报 告
2015 ～ 2016学年第 一 学期
课程名称 《机械原理》
实验名称 实验三 齿轮范成原理实验
学 院
班 级
学 号 姓 名
实验日期 实验地点
评定成绩 指导老师
南京工业大学浦江学院教务处编
实验三 齿轮范成原理实验
一、实验目的
1、掌握用范成法加工渐开线齿轮齿廓的基本原理，观察齿廓形成的过程；
2、了解渐开线齿廓产生根切现象、原因及避免根切的方法，建立变位齿轮概念；
二、实验设备
1、齿轮范成仪；
2、范成齿廓的齿轮毛坯的图纸；
3、自备圆规、铅笔、三角板、橡皮擦及小刀等文具。
三、实验要求
1、每人绘制
标准
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齿轮的齿廓图一张；
2、要求至少有两个以上完整的齿廓曲线；
四、原理及方法
范成法是利用一对齿轮啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为毛坯，毛坯和刀具之间仍然保持固定速比的传动，它们的对滚运动如同一对互相啮合的齿轮的运动，同时刀具还沿毛坯轴向作切削运动，这样加工所得到的齿轮的齿廓曲线就是刀具的刀刃在各个位置的包络线。若用渐开线作为刀具的齿廓曲线，则包络线亦必为渐开线。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毛坯与刀具之间的形成过程。
为了保证毛坯与齿条刀具的固定速比的传动，也就要求毛坯的（即转动的齿轮圆盘）分度圆与齿条刀具的节线相切、齿条刀具的移动速度与毛坯分度圆的圆周速度相等。在齿条刀具上并标有范成标准齿轮时两条对“零”的刻度线。
切制标准齿轮时，应使齿条刀具的分度线（中线）与齿轮毛坯的分度圆相切，即齿条刀具准确对“零”刻度线，这就可以利用范成仪来加工一个标准齿轮的图形。
齿轮加工示意图
切制变位齿轮时，应使齿条刀具的分度线（中线）向前或向后平行移动一段距离 xm(x为变位系数、m为加工齿轮时刀具的模数)。即齿条刀具的刀顶线与变位齿轮毛坯的齿根圆相切并留下铅笔所画的位置。这样可以加工一个变位齿轮的图形。
刀具的齿顶线若超出极限啮合点N1时齿廓的齿根部位产生了根切，齿根已切好的渐开线齿廓被切去一部分，这种现象就称为根切现象。为了避免根切现象，使齿条刀具的分度线（中线）向后（远离齿轮毛坯中心）平行移动一段距离xm，使刀具的齿顶线不超出极限啮合点N1就可以，作一个正变位齿轮的范成实验。取移距值要适宜，当移距值超过一定极限时，齿顶会变尖。（一般齿顶圆的齿厚应保证在0.25m~0.4m）。
齿轮不产生根切的最小变位系数的计算公式：
xmin=(zmin-z)ha*∕zmin.。
所以，只需将齿条刀具平行向齿轮毛坯齿顶部移动距离不小于xminm，这样加工出来的变位齿轮可避免根切现象。
五、实验步骤
1．根据已知的刀具基本参数a、m、ha*、C* 和被加工齿轮的分度圆直径，计算出被加工的标准齿轮的齿数、基园、齿根圆及齿顶圆的直径。
2．拧下范成仪齿轮上的压板，将毛坯图纸的中心与范成仪的中心重合，然后将压板拧紧。
3．调节刀具的中线，使与被加工齿轮的分度圆相切（或调节刀具的齿顶线，使与毛坯的齿根圆相切），此时，刀具处在切制标准齿轮的位置上。
4．开始“切制”齿廓时，即将所有的准备工作都做好了，此时将齿条刀和毛坯作纯滚动的移动到一端，然后向另一端走刀（移动），移动的距离不要太大，太大了会使渐开线出现不圆滑，造成产品报废现象，标准移动距离为不使渐开线出现毛刺为宜。当移动了一个不大的距离使齿条刀刃切入毛坯齿顶圆时，用削尖的铅笔描下刀具刀刃的位置，直到形成两个完整的轮齿齿廓，刀具走到另一端不能再走为止。
5．用标准渐开线齿廓检验所绘得的渐开线齿廓，观察有无根切现象。如有根切，分析其原因。观察刀具的齿顶线是否超过极限啮合点N，若超过了，就会产生根切。
6．计算正变位齿轮的基圆，齿根圆及齿顶圆的直径；重新调整刀具，使刀具离开毛坯的分度圆，即向毛坯的齿顶部移动一段距离xminm， 这时刀具的齿顶线与变位齿轮的齿根圆相切，按2、4步骤切制变位齿轮的轮齿齿廓。
7．全部加工完时，取下图纸，观察标准齿廓与变位齿廓有什么异同点。
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