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实验三展成法加工渐开线齿轮的模拟实验渐开线齿廓的展成原理实验一、实验目的1、掌握展成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线和过渡曲线（包络线）的形成过程。
2、了解渐开线齿轮产生根切现象和齿顶变尖现象的原因及采用变位避免发生根切的方法。
3、分析、比较渐开线标准齿轮与正（负）变位齿轮齿形的异同点。
4、分析、比较分度圆相同，模数不同的两种标准渐开线齿轮齿形的异同点。
补充：仿形法加工渐开线齿轮的实验演示二、实验设备和用具1、CJDJ-B渐开线齿轮展成仪：30台（齿条插刀两把: m1=20mm, α=20°,ha* = 1 c*=0.25m2=8mm, α=20°,ha* = 1 c*=0.25 ）2、自备：Φ220mm圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）3、HB铅笔，圆规（带延伸杆），（橡皮，三角尺，剪刀，计算器）三、实验内容1、切制(画出)m = 20mm, z = 8的标准、正变位（x1 = 0.6）（和负变位（x2= - 0.5））渐开线齿廓，每种齿廓至少画出两个完整的齿形，并比较这两（三）种齿廓。
2、切制(画出)m = 8mm, z = 20的标准渐开线齿廓，至少画出两个完整的齿形，并与m = 20mm, z = 8的标准渐开线齿廓进行比较。
四、实验步骤1、将轮坯圆纸和齿条插刀安装到展成仪上，并调整好。
注意2、将齿条插刀推至一边极限位置，依次单向移动齿条插刀，每次不超过1mm，并依次用铅笔描画出刀具刃廓各瞬时位置。
要求绘出两个以上完整齿形。
3、测量s,e,观察有无根切现象。
注意：变位距离x1m = 0.6×20mm = 12mm标准齿廓：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相切正变位：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相离,负变位：被加工齿轮分度圆与齿条插刀分度线相割，四、思考题1、用展成法加工齿轮时齿廓曲线是如何形成的？2、试比较标准齿轮、正变位齿轮（、负变位齿轮）的齿形有什么不同？并分析其原因。
《机械制造技术基础》部分习题参考解答第三章机械制造中的加工方法及装备3-1 表面发生线的形成方法有哪几种？答：（p69-70）表面发生线的形成方法有轨迹法、成形法、相切法、展成法。
具体参见第二版教材p69图3-2。
3-2 试以外圆磨床为例分析机床的哪些运动是主运动，哪些运动是进给运动？答：如图3-20（p87），外圆磨削砂轮旋转n c是主运动，工件旋转n w、砂轮的横向移动f r、工作台往复运动f a均为进给运动。
3-3机床有哪些基本组成部分？试分析其主要功用。
答：（p70-71）基本组成部分动力源、运动执行机构、传动机构、控制系统和伺服系统、支承系统。
动力源为机床运动提供动力；运动执行机构产生主运动和进给运动；传动机构建立从动力源到执行机构之间的联系；控制和伺服系统发出指令控制机床运动；支承系统为上述部分提供安装的基础和支承结构。
3-4什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？各有何特点？答：外联系传动链：机床动力源和运动执行机构之间的传动联系。
如铣床、钻床传动链；内联系传动链：执行件和执行件之间的传动联系。
如车螺纹、滚齿的传动链。
外联系传动链两端没有严格的传动关系，而内联系传动链两端有严格的传动关系或相对运动要求。
3-5 试分析提高车削生产率的途径和方法。
答：（p76）提高切削速度；采用强力切削，提高f、a p；采用多刀加工的方法。
3-6 车刀有哪几种？试简述各种车刀的结构特征及加工范围。
答：（p77）外圆车刀（左、右偏刀、弯头车刀、直头车刀等），内、外螺纹车刀，切断刀或切槽刀，内孔车刀（通孔、盲孔车刀、）端面车刀、成形车刀等。
顾名思义，外圆车刀主要是切削外圆表面；螺纹车刀用于切削各种螺纹；切断或切槽车刀用于切断或切槽；内孔车刀用于车削内孔；端面车刀切断面；成形车刀用于加工成形表面。
3-7试述CA6140型卧式车床主传动链的传动路线。
答：（p82）CA6140型卧式车床主传动链的传动路线：3-8 CA6140型卧式车床中主轴在主轴箱中是如何支承的?三爪自定心卡盘是怎样装到车床主轴上去的？答：（p83-84）3-9CA6140型卧式车床是怎样通过双向多片摩擦离合器实现主轴正传、反转和制动的？答：如教材图3-17和3-18所示，操纵手柄向上，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向右滑移，拨动摆杆10使拉杆向左，压紧左边正向旋转摩擦片，主轴实现正转；若操纵手柄向下，通过连杆、扇形齿块和齿条带动滑套8向左滑移，拨动摆杆10使拉杆向右，压紧右边反向旋转摩擦片，主轴反转。
毕业设计（论文）中文摘要毕业设计（论文）外文摘要1 引言本设计以常州机械加工技术实训基地Y5120B型插齿机为例，根据插齿机在机械加工中的特点及应用，在调查客户以及公司各有关部门对插齿机需求的基础上，制定研究出如何正确使用和维护插齿机的方案。
插齿机使用与维护的工作影响着企业产品的成本，生产效率和产品质量。
1.1 插齿原理简介1.1.1 齿面的常用加工方法齿轮在各种机械、汽车、船舶、仪器仪表中广泛应用，是传递运动和动力的重要零件。
机械产品的工作性能、承载能力、使用寿命及工作精度等，均与齿轮的质量有着密切的关系。
常用的齿轮有圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆与蜗轮等，如图1—1所示。
图1-1 常用齿轮a）圆柱齿轮 b) 锥齿轮 c) 蜗杆与蜗轮齿轮的齿廓(齿形曲线)有渐开线、摆线、圆弧等。
最常用的齿廓是渐开线。
本章仅介绍应用最广的渐开线直齿圆柱齿轮(简称直齿轮)齿面的常用加工方法。
齿轮的加工可分为齿坯加工和齿面加工两个阶段。
齿轮的齿坯属盘类零件，通常经车削(齿轮精度较高时须经磨削)完成。
齿面加工有成形法和展成法两类方法。
1. 成形法成形法是利用成形刀具对工件进行加工的方法。
齿面的成形加工方法有铣齿、成形插齿、拉齿、成形磨齿等，最常用的方法是铣齿。
成形法制造的齿轮精度较低，只能用于低速传动。
(1) 铣齿铣齿是用成形齿轮铣刀在插齿机上直接切削出轮齿的方法。
铣齿逐齿进行，每切削完一个齿槽，用分度头按齿数进行分度，再铣下一个齿槽。
齿轮模数m<8mm 时，用盘状模数铣刀在卧式插齿机上加工(图1—2a)；齿轮模数m≥8mm时，用指状模数铣刀在立式插齿机上加工(图1—2b)。
同一模数的成形齿轮铣刀通常制成8把，分成1至8八个刀号，用以铣削该模数所有齿数的齿轮，各刀号模数铣刀加工的齿数范围见表1—1。
表1-1 模数铣刀刀号及其加工齿数的范围图1-2 成形法铣齿(2) 铣齿的加工特点1) 生产成本低加工方便、成本低，在普通插齿机上即能完成齿面加工；模数铣刀结构简单，制造容易。
插齿机挂轮计算公式与模数
插齿机，是一种金属切削机床，是使用插齿刀按展成法加工内﹑外直齿和斜齿圆柱齿轮以及其它齿形件的齿轮加工机床。
以插齿刀作为刀具来加工齿轮、齿条等的齿形，这种加工方法称为"插齿"。
插齿时，插齿刀作上下往复的切削运动，同时与工件作相对的滚动。
插齿机主要用于加工多联齿轮和内齿轮﹐加附件后还可加工齿条。
在插齿机上使用专门刀具还能加工非圆齿轮﹑不x齿轮和内外成形表面﹐如方孔﹑六角孔﹑带键轴（键与轴联成一体）等。
加工精度可达7~5级﹐最大加工工件直径达12米。
下面为大家讲解插齿机挂轮计算公式：
1、分齿挂轮计算：分齿定数xK/Z=axc/bxd
（1）分齿定数：根椐机床的不同而不同，有24、48、96等。
（2）K：滚刀头数。
（3）Z：被加工的齿轮齿数。
（4）a、b、c、d：四个挂轮。
2、走刀挂轮计算：垂直走刀定数xS立=axc/bxd。
（1）水平走刀定数xS平=axc/bxd。
（2）式中S立|：垂直走刀量。
（3）S平：水平走刀量。
3、差动挂轮计算：差动定数xsinB/MnxK=axc/bxd。
（1）式中B：工件螺旋角。
（2）Mn：法向模数。
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，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：。
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。
图2－3为一齿条刀具范成齿轮的过程，轮坯以ω回转，而齿条刀具以移动，通过机床运动链使，且轮坯分度圆与刀具节线相切，图中所示的是齿条插刀在对滚过程中在轮坯上切出的刀刃痕迹，这些刀刃痕迹的包络线即为被加工齿轮的渐开线齿廓曲线。
⾦属切削机床参考答案⾦属切削机床及所⽤⼑具习题⼀、填空题1.在机床加⼯零件的过程中，⼯件、⼑具之⼀或两者同时按⼀定规律运动，形成两条（发⽣线），从⽽形成（所要加⼯的表⾯）。
2.常⽤表⾯的成形⽅法有：（轨迹法）、（成形法）、（相切法）、（展成法）四种。
3.在机床上加⼯零件时，为获得所需表⾯，（⼯件）与（⼑具）之间作相对运动，既要形成母线，⼜要形成导线，于是形成这两条发⽣线所需（运动的总和），就是形成该表⾯所需要的运动。
4.标准规定，机床的型号是采⽤（汉语拼⾳字母）和（阿拉伯数字）按⼀定规则组合⽽成。
5.某机床铭牌上表明T4163B，表明该机床为（镗）床。
6.代表CA6140车床的主参数的是40，它代表床⾝上⼯件的最⼤回转直径为（400mm ）。
7.回轮、转塔车床只适⽤于成批⽣产中加⼯（尺⼨不⼤），且（形状复杂）的零件。
8.（落地）车床特别适合加⼯⼤型回转体零件。
9.由于转塔和回轮车床上没有丝杠，所以加⼯螺纹时只能利⽤（丝锥）或（板⽛）。
10.磨床主要是⽤于（精加⼯），特别是对（淬硬零件）和（⾼硬度）材料制品，磨床是主要的加⼯设备；11.采⽤成形法加⼯齿轮的⽅法有：（铣齿）、（拉齿）、（磨齿轮）等。
12.常⽤的展成法加⼯齿轮的⽅法是：（滚齿）和（插齿）。
13.铣床主要⽤来加⼯（平⾯）、（沟槽）、（成形⾯）等。
14.对于⽀架、箱体类零件上直径为90mm的孔，⽐较合理的加⼯⽅法应该是（镗削）。
15.由于拉⼑本⾝具有（齿升量），所以机床⽆需做吃⼑进给运动，便可切去全部余量。
16.在普通钻床上采⽤（钻）、（扩）、（铰），实现IT7~IT8中⼩尺⼨孔的加⼯，是很常⽤的⼀种加⼯⽅案。
17.孔内键槽的常⽤加⼯⽅法有：（插销）、（拉削）。
⼆、选择题1.按照机床的加⼯⽅式及⽤途，将其分为（c ）⼤类。
A：10 B：11 C：12 D：132.机床分类代号“B”表⽰（A）类机床。
A：刨、插床B：半⾃动机床C：电加⼯机床3.机床通⽤特性代号“M”表⽰机床的（B ）通⽤特性。
齿形加工之展成法展成法就是利用齿轮刀具与被切齿坯作啮合运动而切出齿形的方法。
最常用的方法是插齿加工和滚齿加工。
1．插齿加工插齿加工在插齿机上进行，是相当于一个齿轮的插齿刀与齿坯按一对齿轮作啮合运动而把齿形切成的。
可把插齿过程分解为：插齿刀先在齿坯上切下一小片材料，然后插齿刀退回并转过一小角度，齿坯也同时转过相应角度。
之后，插齿刀又下插在齿坯上切下一小片材料。
不断重复上述过程。
就是这样，整个齿槽被一刀刀地切出，齿形则被逐渐地包络而成。
因此，一把插齿刀，可加工相同模数而齿数不同的齿形，不存在理论误差。
如图1所示。
图1 插齿加工原理a)插齿运动b)插齿齿形成形原理c)插齿机示意图1-插齿刀2-被加工齿轮插齿有以下切削运动：（1）主运动插齿刀的上下往复运动。
（2）展成运动（又称分齿运动）确保插齿刀与齿坯的啮合关系的运动。
（3）圆周进给运动插齿刀的转动，其控制着每次插齿刀下插的切削量。
（4）径向进给量插齿刀须作径向逐渐切入运动，以便切出全齿深。
（5）让刀运动插齿刀回程向上时，为避免与工件摩擦而使插齿刀让开一定距离的运动。
插齿除适于加工直齿圆柱齿轮外，特别适合加工多联齿轮及内齿轮。
插齿加工精度一般为7～8级，齿面粗糙度R a值为1.6μm。
图2 滚齿机外形图1—床身2—挡铁3—立柱4—行程开关5—挡铁6—刀架7—刀杆8—支撑架9—工件心轴10—工作台2．滚齿加工滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机(见图2 )上加工齿轮的方法。
滚齿加工原理是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮作啮合运动。
滚齿刀好比一个齿数很少（一至二齿）齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条刀齿。
因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。
滚切齿轮过程可分解为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转过相应角度。
