+实验三 齿轮范成原理
一、目的要求
1．巩固和掌握用范成法切制渐开线齿轮的基本原理。

观察齿廓的渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程。

2．了解渐开线的根切现象和齿顶变尖原因以及用变位修正来避免根切的方法，并分析、比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。

3．巩固齿轮基本几何尺寸的计算，并进一步了解基本参数m ，z ，α，x 在齿轮设计和加工中的意义和作用。

二、设备
1．齿轮范成仪： 齿条刀具的主要参数
m=20mm ，α=20°，00.1*=a h ，25.0*
=C
被切齿轮的主要参数：
m=20 (mm)，α=20°，z =10，00.1*=a h ，25
.0*
=C
2．代替被加工齿轮坯件的图纸一张 3．同学需要自备如下的东西
(1) 削尖的铅笔二支 (2) 圆规、三用板及胶皮擦
三、范成仪的构造及工作原理
图2为齿轮范成仪简图，圆盘1表示被加工齿轮的毛坯，安装在机架4上，并可绕机架上的固定轴O 转动。

齿条刀具2安装在溜板3上，当移动溜板时，轮坯圆盘1上安装的与被加工齿轮具有同等大小分度圆的齿轮与并固接在溜板上的齿条啮合，并保证被加工齿轮的分度圆与溜板3上的齿条节线作纯滚动，从而实现范成运动。

图2
松开螺母5即可调整齿条刀具相对于轮坯中心的距离，因此，齿条2可以安装在相对于圆盘1的各个位置上，如使齿条分度线与圆盘1的分度圆相切，则可以绘出标准齿轮的齿廓。

当齿条2的中线与圆盘1的分度圆间有距离时，（其移距值xm可以在溜板3的刻度上直接读出来），则可按移距的大小和方向绘出各种正移距或负移距变位齿轮。

范成法是利用一对齿轮互相啮合时，共轭齿廓互为包络线的原理来加工的。

加工时其中一轮为刀具。

另一轮为毛坯，而由机床的传动链迫使它们保持固定的角速比旋转，完全和一对齿数比相同的齿轮相互相传动一样，同时刀具还沿轮坯轴线方向作切削运动，如此切出的齿轮的轮廓，就是刀具刀刃的一系列位置，就能清楚的观察到加工齿轮的范成过程。

今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线必亦为渐开线。

由于在实际加工时，不易看到形成包络线的刀刃的一系列位置，故通过范成仪来实现上述的刀具与轮坯间的范成运动，用铅笔画出刀具刀刃的一系位置，就能清楚的观察到加工齿轮的范成过程。

四、实验步骤
1.根据齿条刀具的模数m、分度圆压力角α和被加工齿轮的齿数z,计算出被加工齿轮的分度圆
和基圆直径,以及标准齿轮,正、负移距变位齿轮的齿根圆、齿顶圆直径,将计算结果填在试验报告中,并标注在附图上.
2.将绘有毛坯圆、分度圆、基圆等的图纸固定在圆盘上作为毛坯,将溜板(带齿条)置于中间位
置,并使标准齿轮象限正对齿条,调节齿条刀具的分度线与毛坯分度圆相切,制作标准齿轮.
3.将齿条移至右极端位置,开始切制齿轮,并将齿条刀具溜板每次向左移动一个微小的距离
(4～5毫米),在代表轮坯的图纸上,用铅笔描下刀具刀刃的位置,直到形成3～4个完整的齿形为止.
4.调节齿条刀具离开轮坯中心,作正移距xm毫米,再将图纸转动到相应的象限,然后重复步骤
3.
5.调节齿条刀具使其接近轮坯中心,作负移距xm毫米, 再将图纸转动到相应的象限,然后重复
步骤3.
6.比较所画的标准齿轮和变位齿轮在分度圆的齿轮厚、齿间、周节以及齿顶厚、根圆、顶圆、
分度圆和基圆的相对变化特点.
五、思考题
1. 齿条刀具的齿顶高和齿根高为什么都等于(a h * + c *)m?
2. 用齿条刀具加工标准齿轮时,刀具和轮坯之间的相对位置和相对运动有何要求?为什么?
3. 15用齿轮插刀加工齿轮时,刀具与轮坯之间应该具备哪几种运动?。