4齿轮范成法加工实验

实验四齿轮范成法加工实验一、实验目的1.掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理；2.了解齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；3.分析比较标准齿轮与变位齿轮的异同点。二、实验概述1.实验原理范成法是利用齿廓啮合的基本定律来切制齿廓的，一对齿轮（或齿轮齿条）互相啮合时，其共轭齿廓互为包络线。加工时，其中一齿轮（或齿条）为刀具，另一轮为轮坯，两者作相对运动，同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动，最后轮坯上被加工出来的轮廓就是刀具在各个位置的包络线，其过程与无齿侧间隙啮合传动类似。借助齿轮范成仪，可以清楚地了解齿廓形成的过程。2.齿轮范成仪结构图4-1齿轮范成仪结构3.自备工具卡纸（A4）、圆规、三角尺、剪刀、铅笔三、实验内容及步骤1.齿轮坯的准备用A4大小的卡纸准备两只齿轮坯，基本参数如下模数：m=20mm；齿数：z=10；压力角：20；齿顶高系数*ah=1；顶隙系数*c=0.25。一只齿轮用来切制标准齿轮，剪出半圆毛坯纸，计算其齿顶圆半径、齿根圆半径、分度圆半径、基圆半径并绘出上述四圆，剪成略大于齿顶圆的大半圆齿轮坯。另一只齿轮用来切制变位齿轮，变位系数x按不发生根切的条件x*minmin()/ahZZZ选取，但不宜选过大。暂设齿顶高变动系数=0，计算出上述四圆的半径，并剪成齿轮坯。2.齿轮坯的安装取下范成仪上的压板，按压板上螺钉孔的位置，在齿轮坯上开三个小孔，将齿轮坯中心对准范成仪的中心，用压板压紧轮坯。利用元宝螺帽调整齿条刀具（齿板）离齿轮坯中心的距离，使齿条刀具左右移动时，刀具的顶端均能与齿轮坯齿根圆相切。安装变位齿轮时需要重新调整。3.范成齿廓先将齿条刀具移到左端，使刀具的齿廓退出轮坯中标准齿轮的齿顶圆（注意为了防止脱线，不要让齿轮坯中心线的倾斜度超过90度），自左端向右移动齿条工具，每隔约2-3mm，在毛坯纸上画出齿条刀具的轮廓线，注意画线时不要漏线，直到刀具的左端移进中线为止，这时便范成出3个完整的齿形4.换上另一齿坯，重复步骤2和3，完成变位齿轮齿廓的范成（注意齿板向上移是负变位，向下移是正变位）。5.观察根切现象用范成法加工齿轮时，若刀具的齿顶线或齿顶圆与啮合线的交点超过被切齿轮的啮合极限点，则刀具的齿顶会将被切齿轮之齿根的渐开线齿廓切去一部分。被切制的齿轮根部被切去一部分后，破坏了渐开线齿廓，此现象叫根切。产生了严重根切现象的齿轮，一方面削弱了轮齿的抗弯强度，另一方面使齿轮传动的重合度有所降低，这对传动十分不利，所以应避免根切现象的产生。四、注意事项1.实验前按实验步骤1的要求准备好两个齿轮坯，并带上圆规、铅笔、橡皮、剪刀等实验工具；2.实验中，刀具移到左端和右端时，注意不要使齿轮坯的中心线倾斜度超过90度，以免损坏线传动范成仪；3.绘制齿形时笔尖要紧贴刀具的外侧。五、实验结果及思考题1.填写表格数据项目标准齿轮变位齿轮最小变位系数minx——变位系数x齿顶圆半径ar齿根圆半径fr分度圆半径r基圆半径br2.将两个齿形图标注完整，如有根切现象请指出根切位置。3.比较标准齿轮与变位齿轮的齿形有什么不同，并分析其原因。4.用齿条刀具加工标准齿轮时，刀具与轮坯之间的相对位置和相对运动有何要求？为什么？5.影响根切的因素有哪些，在加工齿轮时如何避免根切现象？