齿轮范成法指导书

实验二齿轮范成原理实验—、实验目的1.掌握用范成法切制渐开线齿轮的基本原理, 观察齿廓曲线的形成过程；2、了解根切现象和齿顶变尖现象。

掌握用移距修正法避免根切的方法, 建立变位齿轮的基本概念。

二、设备与工具1.齿轮范成仪、范成纸2.直尺、铅笔（自备）现有齿轮范成仪的基本参数分别为:m=10mm, α= 20°, ha* =1, c*=0.25；被加工齿轮的齿数m=10mm, z=20；α = 20°, ha* =1, c*=0.25；d = mz=200mm的标准齿轮, X=0.5的正变位齿轮, X=-0.5的负变位齿轮1.基体2.齿条刀3.变位溜板4.17齿分度圆5.9齿分度圆6.转盘 7、9齿基圆 8、变位溜板锁紧旋钮9、啮合溜板 10、啮合拉紧手柄 11.变化量调节旋钮图1（a）1.基体2.齿条刀3.圆盘4.8齿分度圆5.纯滚动节线 6、齿条锁紧螺钉 7、变位量调节螺丝图1（b）2.同学自备: 圆规、三角板、铅笔、橡皮、计算工具等。

三、原理和方法范成法是应用一对共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮齿廓的。

实验时, 图1(a)或(b)中齿条2代表切削刀具, 安装在啮合溜板9上。

啮合溜板与被加工齿轮的分度圆作纯滚动。

这样, 刀具刀刃各位置的包络线必为被加工齿轮的齿廓。

由于刀刃是齿条型直线（相当于基圆直径无穷大的渐开线）, 包络出的齿廓必为渐开线。

当齿条中线与被加工齿轮分度圆相切作纯滚动时, 所加工齿轮的为标准齿轮；如果是齿条非中线的另—条节线与分度圆相切作纯滚动时, 所加工的齿轮为变位齿轮。

四、实验步骤（一）绘制标准齿轮1.查看范成仪基本参数（m, α, ha*, c*, z）。

按此参数计算出被加工的标准齿轮分度圆直径d、顶圆直径da、根圆直径df及基圆直径db, 并画在绘图纸上。

2、将绘图纸夹在转盘上, 调节旋钮使齿条刀的中线与被切齿轮分度圆相切（也可调整齿条刀的顶线与被切齿轮的根圆相切）。

实验三渐开线齿廓加工原理一、实验任务及目的（一）观察渐开线齿廓的形成过程，掌握用范成法制造渐开线齿轮齿廓的基本原理；（二）观察渐开线齿轮产生根切的现象，了解产生的原因以及如何避免根切；（三）分析比较标准齿轮和变位齿轮的相同点和不同点，理解变位齿轮的概念。

二、实验设备和工具（一）齿轮范成仪；（二）圆规、绘图纸、三角板、剪刀、两支不同颜色的铅笔或者圆珠笔（学生自备）；（三）渐开线齿轮模型、挂图或者“齿轮范成实验”电教片（可省略）。

三、实验原理和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轮齿的一种方法。

在实际加工齿轮过程中，工厂采用插齿机加工金属齿轮，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，两者在滚动加工过图中：1——机架；2——圆盘；3——钢丝；4——拖板；5——小拖板；6——刀具；7——螺旋圆盘2绕固定于机架1上的轴心0转动，在圆盘的周缘刻有凹槽，内部嵌有两根钢丝3，其中心线（图3－1中圆盘2上虚线为钢丝3的中心线）形成的圆相当于被加工齿轮的分度圆。

两根钢丝的一端分别固定在圆盘2上B、'B，另一端分别固定在拖板4的A、'A处，拖板4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刀具的运动是相同的。

在拖板4上还装有带刀具6的小拖板5，转动螺旋7可使其相对拖板4垂直移动，从而调解刀具中线至轮坯中心的距离。

四、实验步骤和要求ha，顶隙系数*c）和被加工齿（一）根据已知刀具参数（齿距p，压力角α，齿顶高系数*轮参数（分度圆直径d），计算被加工齿轮的基圆半径、最小变位系数和最小变位量、标准齿轮的齿顶圆和齿根圆直径、变位齿轮的齿顶圆和齿根圆直径，将这些圆画在同一张绘图纸上并进行标注，沿最大圆直径将绘图纸剪成圆形纸片，作为本实验用的“轮坯”。

（二）将“轮坯”安装在圆盘上，保证其圆心与圆盘中心重合。

（三）调节刀具中线，使其与被加工齿轮分度圆相切，此时处于切制标注齿轮时的安装位置。

实验三齿轮范成加工实验一、实验目的1、掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理，观察齿廓的形成过程；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、设备和工具1、齿轮范成仪；2、绘图纸两张（自备）尺寸：350*280（mm）、220*220（mm），并按实验步骤1，在实验前预先剪制成图2所示形状；3、三角板、铅笔（自备）。

三、实验原理和方法范成法是利用一对齿轮齿条互相啮合时，其共轭齿廓是互为包络线的原理来加工齿轮的。

加工时齿条为刀具，另一齿轮为轮坯，它们按固定的速比传动，完全和一对真实的齿轮齿条互相啮合传动一样，同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。

这样制成的齿轮齿廓就是刀具刀刃在轮坯上留下的各位置的包络线。

若用斜直线作为刀具齿廓，则其包络线必为渐开线。

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轮坯与刀具间的传动，并用铅笔将刀刃的各个位置记录在轮坯纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成加工的过程。

范成仪所用的刀具模型为齿条插刀，仪器的结构如图1所示。

图1 齿轮范成仪圆盘5绕固定轴心转动，其中半圆4或圆盘5为被加工齿轮的分度圆；用啮合拉紧手柄控制分度圆4或分度圆5使其与啮合溜板压紧。

当啮合溜板在机架上沿水平方向移动时，靠摩擦力带动圆盘5绕固定轴心转动。

在啮合溜板（也叫纵拖板）上装有另一带刀具2的变位溜板3（即横拖板），转动变位调节旋钮13可使其相对于啮合溜板沿垂直方向移动，从而可调节刀具中线至轮坯中心的距离。

齿条刀具的参数为：压力角：α=20º 模 数：m=18mm齿顶高系数：1*=a h径向间隙系数：25.0*=c 被加工齿轮的分度圆半径：mm r 1534= (17183062===m r z ) mm r 815= (9181622===m r z ) 四、实验步骤1、 根据给定的刀具参数α、m 、*a h 、*c 和被加工齿轮的齿数（已由代表两个被加工齿轮的分度圆半径的齿轮范成仪圆盘半径4r 和5r 所规定），计算两个被加工的标准齿轮的基圆、齿根圆及齿顶圆的半径b r 、f r 和a r 的值。

渐开线齿轮范成实验一．实验目的• 掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原 理； • 了解齿廓曲线的渐开线部分及过渡曲线部 分的形成过程； • 了解渐开线齿轮产生根切现象及原因; • 了解变位齿轮的切制方法。

二、实验设备及工具• 齿轮范成仪 • 自备: 3号绘图纸一张 削尖的铅笔（H)两支 三角板 橡皮 计算器 一张剪好的圆形图纸，将其画成三等 分并分别画出分度圆，以及标准齿 剪刀轮、根切齿轮、正变位齿轮的齿顶圆 和齿根圆，如图所示。

三、实验原理• 范成法加工渐开线齿廓，是利用一对齿轮（或齿轮 与齿条）互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理 来切齿的。

如将 共轭齿廓中的一 个齿廓磨成刀刃 （即齿轮刀具），另一为齿轮毛坯，当刀具和齿轮 毛坯的分度圆相切并作纯滚动时，齿轮刀具的刀刃 就可在齿轮毛坯上切出齿廓。

又因为两个任意半径 的基圆的渐开线都互为包络线，故可以用任一具有 渐开线齿廓的刀 具范成加工任意 基圆的渐开线齿 廓。

其中基圆半径为无穷大的齿条刀具的渐开线齿 廓最简单，是一条直线，这就是加工渐开线齿轮用 的齿条刀具的轮廓。

三、实验原理• 图中1为圆盘，它装在机架4上并绕o点转动，表示 被加工齿轮的图纸将固定在此圆盘上。

3为溜板， 它在机架4的导轨上作水平移动。

圆盘1与溜板3用 齿轮、齿条联接，以保证溜板与圆盘作相对纯滚 动，实验时，代表齿条刀具的有机玻璃模型板2用 螺钉装在溜板3上，松开螺钉5即可调整它与被加工 齿轮的径向距离。

三、实验原理• 加工标准齿轮时，应保证齿条工具的中线 与被加工齿轮的分度圆相切。

加工变位齿 轮时，可按变位量xm 调整刀具中线与被加 工齿轮中心的距离（其移动的距离 xm值可 在溜板上的刻度尺读出）。

四、实验步骤1.根据齿条刀具的模数m和被加工齿轮的齿数z，计算出分度圆直 径，以及标准齿轮、正变位齿轮、根切齿轮的基圆、齿根圆及齿 顶圆直径，将计算结果填在实验报告的表中，并按上述尺寸画好 图纸。

实验二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的基本原理，观察渐开线齿轮齿廓曲线的形成过程。

2．了解渐开线齿轮齿廓的根切现象和用径向变位避免根切的方法。

3．分析比较标准齿轮与变位齿轮齿形的异同。

二、实验内容本实验所用的范成仪有三种规格；齿轮的压力角α=20º；齿顶高系数h*a=1；顶隙系数c*=0.25；但齿数z与模数m不同，它们分别是：A、m=20 Z=10；B、m=15 Z=10；C、m=16 Z=17。

每个同学只用其中一种范成仪。

实验时每个同学须完成以下内容：1．范成标准齿轮使用A、B两种范成仪的学生可看到所范成的齿廓有明显的根切现象，其原因这是齿数Z=10，少于不根切的最少齿数Zmin，范成时刀具的齿顶线超过啮合极限点N，而产生根切。

使用C种范成仪的学生所范成的齿廓没有根切现象，这是因为所范成的齿轮的齿数Z=17=Z min，范成时刀具的齿顶线通过N点，因而没有根切。

2．范成变位齿轮使用A、B两种范成仪的学生范成变位系数X=0.5的正变位齿轮，其齿廓没有根切现象。

这是因为在Z=10时不根切的最小变位系数而实验所用的变位系数x=0.5，x>x min。

因此把刀具由加工标准齿轮的位置远离轮心平移xm距离后，刀具的齿顶线就低于N点，因而根切消除。

使用C种范成仪的学生范成变位系数x=-0.5的负变位齿轮，其齿廓有根切现象。

这是因为在范成Z=17的标准齿轮时刀具的齿顶通过N点，而将刀具向轮心平移xm距离，刀具的齿顶线超过N点，因而产生根切。

三、实验设备和工具1．齿轮范成仪(每人一台)。

2．铅笔、橡皮、剪刀、A3纸两张(学生自备)。

齿轮范成仪的结构及使用方法：实验所用的范成仪有三种规格，它们的结构原理相同，仅介绍一种。

范成仪结构如图3—1所示，由机座1，扇形盘2，旋钮3，齿条刀4，溜板5，螺母6等组成。

机座上有两孔为O1和O2；扇形盘可绕轴心(大扇绕O1，小扇O2)转动，扇形盘上装有扇形齿轮，溜板上装有齿条，它与扇形齿轮相啮合，在扇形齿轮的分度圆与溜板齿条的节线(分度线)上该有数字，移动溜板时可看到它们一一对应，即表示齿轮的分度圆与齿条的节线(分度线)作纯滚动。

实验三 齿轮范成原理实验在工程中，齿轮齿廓的制造方法很多，但其中以用范成法（亦称展成法）制造最为普遍。

因此，有必要对这种方法的基本原理及齿廓的形成过程加以研究。

一、 实验目的：1． 了解用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程。

2． 了解渐开线齿轮在制造过程中产生根切现象的原因和避免根切现象的方法——变位法，并比较标准齿轮和变位齿轮各部分尺寸的异同点。

二、实验的原理和方法：1．基本原理：范成法是利用一对齿轮或齿条与齿轮啮合原理来加工齿轮的一种方法。

常见有滚齿（刀具为齿轮滚刀）法，插齿法（刀具为齿轮插刀，齿条插刀）。

我们这里只讨论齿条形刀具。

齿轮滚刀在绕其轴线自转时，其轴向剖面相当于一个沿轴线平移的齿条（见图2－1）。

滚刀范成加工齿轮是强制性地保证刀具和轮坯之间按齿条与齿轮啮合运动关系来保证齿形的准确和分度均匀。

同时再辅以切削及走刀等运动。

这样对于同一把刀具就能加工出同一模数m 和压力角α的不同齿数z 的齿轮。

齿条型刀具与传动用的齿条在齿形上的差别仅在于：刀具在其中线以上的高度为()**a h c m +，比齿条高出了c*m ，这部分的齿廓曲线是某种圆角部分，（图2－2）此圆角部分所范成出连接渐开线与齿根圆的某种过渡曲线，使被切齿轮在啮合传动时具有径向间隙。

由齿轮与齿条啮合传动的特点可知：用齿条型刀具加工齿轮时，被加工齿轮的分度圆始终等于节圆，而刀具上与之相切并作纯滚动的直线为节线。

齿轮范成加工中的两个重要因素是：a) 运动条件：为了保证被加工齿轮的分度圆（始终等于节圆）与刀具的相切作纯滚动，一定要满足下列关系：ωγυ=刀。

b ）刀具与轮坯的相对位置：加工标准齿轮时，必须以刀具的中线作为节线，使轮坯的分度圆与刀具中线相切作纯滚动，加工正（负）变位齿轮时，刀具的中线相对于轮坯中心外移（内移）一个xm 使轮坯的分度圆与齿条刀具上另一条与中线平行的直线（节线）相切作纯滚动。

齿轮范成原理实验一、实验目的：１、掌握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理及避免根切的方法３、分析比较准标齿轮和变位齿轮的异同点二、实验仪器：１、齿轮范成仪２、圆规３、三角尺４、剪刀５、绘图纸６、铅笔或圆珠笔三、实验原理：范成法是利用一对齿轮相啮合时其共轭齿轮互为包络线的原理来加工齿轮的。

加工时其一轮为刀具，另一轮为轮坯。

它们仍保持原定的角速度比传动，完全和一对真正的齿轮相啮合传动一样。

同时刀具还沿轮坯的轴线做切削运动。

这样所得齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。

由于在实际加工时看不到刀具在各个位置形成的包络线的过程，故通过齿轮范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程，并用铅笔将刀具的各个位置记录在绘图纸上，这样就能清楚地看到齿轮范成的过程。

四、实验内容：１、根据已知刀具参数和被加工齿轮的分度圆直径，计算被加工的标准齿轮的基圆、齿根圆直径、齿顶圆直径。

并将上述四个圆分别画在绘图纸上，然后将纸剪成比顶圆直径略大２～３mm的圆形作力轮坯。

２、把代表轮坯的图纸放在圆盘上，对准中心，用压坯将圆纸压紧。

３、调节刀具中心线，使其在切削标准齿轮的位置上。

４、切削齿廓时先移动描拖，将刀具推到范成仪的一端，然后移动很小一个距离，描下刀刃的位置，直至形成２～３个完整齿轮为止。

５、观察有无根切现象，如有分析其原理，并可以在已知参数不变的情况下绘出不根切齿。

６、切削标准齿轮与变位齿轮的比较。

五、已知刀具参数（其中d是被加工齿轮得分度圆直径）六、计算数据：七、绘图八、实验思考题:实验中你观察到的根切现象是怎样发生的？是什么原因引起？避免根切现象的方法用哪些？。

齿轮范成实验实验指导书及实验报告班级姓名时间学号一、实验目的1.掌握用范成法切制渐开线齿轮齿廓的基本原理；2.了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和用变位修正来避免根切的方法；3.分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。

二、设备和工具1.CJDJ—型齿轮范成仪；2、圆规、三角板、绘图纸、剪刀、两支不同颜色的铅笔或圆珠笔, 计算器（学生自备）三、试验原理和方法范成法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一种方法。

加工时其中一轮为刀具, 另一轮为轮坯, 它们保持固定的角速比传动, 完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样, 同时刀具沿轮坯的轴向作切削运动, 这样制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。

若用渐开线作为刀具齿廓, 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间的传动过程, 并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记录在绘图纸上, 这样就清楚地观察到齿廓形成的过程。

齿轮范成仪所用刀具模型为齿条插刀, 仪器构造如图:零件1可绕其芯轴O转动, 在圆盘的后面装了一个齿轮与横拖板2上的齿条啮合传递运动, 横拖板可以沿水平方向左右移动, 通过齿条、齿轮的啮合带动零件1转动, 在横拖板上通过螺钉固定了两个齿条刀具模型3、4, 齿条插刀的参数为：压力角α＝20°；齿顶高系数ha*＝1；径向间隙系数C*＝0.25；模数m ＝20、模数m ＝8, 圆盘芯轴直径＝35mm。

四、实验步骤1.根据已知的刀具参数, 计算出被加工齿轮分度圆直径、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顶圆与齿根圆直径, 然后根据计算数据分别画在两张图纸上, 并沿最大圆的圆周剪成圆形纸片, 作为本实验用的“轮坯”；2.把“轮坯”安装到仪器的圆盘上, 必须注意对准中心；3.调节刀具中线,使其与被加工齿轮分度圆相切, 刀具处于切制标准齿轮时的安装位置上；4.“切制”齿廓时, 先把刀具移向一端, 使刀具的齿廓退出轮坯中标准齿轮的齿顶圆, 然后每当刀具向另一端移动大约2mm时, 即在代表轮坯的图纸上用铅笔沿刀具轮廓描下其位置, 此时应注意铅笔的落笔方向必须始终保持一致, 直至形成一至两个完整的轮齿为止, 描画的过程中应注意齿廓形成过程；5、观察根切现象, 即观察刀具齿顶线是否超过被加工齿轮的啮合极限点；6、重新调整刀具, 即调整螺钉, 使刀具中线对准与分度圆相切的位置, 然后向下平行移动刀具, 移动距离为避免根切的最小变位量, 对好刀后, 再用与切制标准齿轮的同样方式移动横拖板, 加工变位齿轮。

FCY-I型渐开线齿轮范成仪使用说明一、概述渐开线齿轮的齿廓是一条渐开线，其形成的过程是一直线在圆周上滚动而无任何滑动时，直线上的点所画出的曲线（包括线）就是渐开线。

根据这个原理，设计出用直线齿条刀具加工渐开线齿轮机床。

渐开线齿轮范成仪就是根据这个原理设计的。

齿板是齿条刀具，其中线与齿轮分度相切，使用本范成仪做实验有以下优点：i掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓形成过程。

用该范成仪加工齿轮，渐开线齿轮齿廓的加工过程理解直观、具体、简便。

2、进一步掌握渐开线齿轮的几何计算。

3、对“模数”这个词，可产生大小、形状等具体概念。

4、对齿轮产生根切的原因及避免根切的方法有真实的理解。

5、对齿轮根切后的齿形有直观的认识。

6、对齿轮变位方法和计算有明确的理解。

7、分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。

8掌握用游标卡尺测定变位齿轮参数的方法。

井熟悉变位齿轮上各个参数之间的关系。

9、可提咼学员对齿轮研究的兴趣。

二、设备和工具1•齿轮范成仪；2•剪刀、自备圆规、三角板、红兰铅笔、小刀、游标卡尺、齿轮模型三、齿轮范成原理和方法范成法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轮齿的。

加工时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，它们保持固定的角速比传动，完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样，同时刀具沿轮坯的齿宽方向作切削运动，这样制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。

若用渐开线作为刀具齿廓，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间的传动过程，并用铅笔将刀具刀刃的 各个位置记录在绘图纸上，这样就清楚地观察到齿廓范成的过程。

1-横向导板 2-横向导轨 3-元宝螺帽 4-齿轮基圆盘 5-图纸托盘 6-压纸垫板 7-齿轮同步带8-底盘9-齿板五、范成仪主要参数齿轮范成仪所用刀具模型为齿条插刀，仪器构造如图：范成仪配有两块齿板；一块 m=10 , Z=20, d=200 另一块 m=20 , Z=10, d=200 齿形角a =20° 齿高系数h=1 工作齿高h w =2m 齿距P= n m径向间隙c=0.25m齿根圆角半径P r =0.38m范成仪分度圆直径d=200mm 六、使用方法横向移动导板1 （连同齿板9，齿轮基圆4同步转动，用铅笔在齿板侧面画出轮ro o20 30 r4050 r 6050o8070廓线，逐次微移，每移一次画一次，直到齿板移出基圆盘为止，纸面上就画出了渐开线齿形。