齿轮的范成实验指导书

一、实验目的
1、 掌握用范成法制造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、实验设备与工具
1、齿轮范成仪；
2、圆规，三角尺，绘图仪，剪刀，两支不同颜色的铅笔或圆珠笔（学生自备）；
三、实验原理和实验方法
范成法是利用一对齿轮相互啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理加工轮齿的一种方法。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，二者相对滚时，好像一对齿轮互相啮合传递一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动，最后在轮坯上被加工出来的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。为了看清楚齿廓形成的过程，可以用图纸作轮坯。在不考虑切削和让刀运动的情况下，刀具与轮坯相对滚动时，刀刃在图纸上所引出的各个位置的包络线，就是被加工齿轮的曲线。目前生产中大量使用渐开线齿轮，故刀具轮廓必然亦为渐开线。为了逐步地再现上述加工中刀刃在相对轮坯每个位置形成的包络线的详细过程，通常采用齿轮范成仪来实现。齿轮范成用的仪器虽然有多种形式，但其基本原理是相同的。现就范成仪（如图1所示）介绍如下。

图1 齿轮范成仪
圆盘2绕固定于机架1上的轴心O转动。在圆盘的周缘刻有凹槽，槽内嵌两根钢丝3，其中心线（图2-1）中圆盘2上、B、B’，另一端分别固定在拖板4的A、A’处，拖板可在机架上沿水平方向移动，钢丝便拖动圆盘转动。这与被加工齿轮相对于齿条刀具的运动相同。
在拖板4上还装有刀具6的小拖板5，转动螺旋7可使其相对于拖板4垂直移动，从而可调节刀具中线至轮坯中心的距离。
在范成仪中，齿条插刀的已知参数是：
压力角α；
齿顶高系数h*；
径向间隙系数c*；
模数m；
被加工齿轮分度圆d（=mz）。
四、 实验步骤和要求
1、据已知的刀具参数和被加工齿轮分度圆直径，计算被加工齿轮的基圆、最小变位系数、最小变位量、标准齿轮的齿顶圆与齿根圆直径，以及变位齿轮的齿根圆与齿顶圆直径。然后根据计算数据将上述六个圆画在同一张纸上，并沿最大圆的圆周剪成圆形纸片，作为本试验的“轮坯”；
2、把“轮坯”安装到已缺口的圆盘上，必须注意对准中心