机械原理实验二齿轮的范成加

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）。

齿轮范成原理实验
小齿轮旋转一周，大齿轮转动一圈，就是齿轮范成原理。

在我们日常生活中，这一现象无处不在。

那么，齿轮范成原理究竟是什么呢？
众所周知，在我们的日常生活中，齿轮是常见的。

最早的齿轮是用来代替牛马进行运输的。

后来，随着科学技术的发展和进步，各种机械、仪器、设备等都需要用到齿轮。

最早的时候，人们使用的是比较简单、粗糙的直齿锥齿轮；后来人们发现用直齿圆柱齿轮也能代替直齿圆柱齿轮，而且还能使它转动起来。

但是由于直齿圆柱齿轮在加工过程中存在着误差，所以齿廓不够光滑，导致了它不能正常地传递动力；后来人们又发明了齿形比较复杂、加工精度比较高的渐开线圆柱齿轮。

这样就可以解决直齿锥齿廓不光滑等问题，使直齿圆柱齿轮具有很高的传动精度和传递扭矩能力。

但是随着生产技术的进步和发展，渐开线圆柱齿轮也已经不能完全代替直齿圆柱齿轮了。

为了进一步提高渐开线圆柱齿轮传动的精度和可靠性，人们又发明了一种新的传动方式——范成传动。

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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=20 mm ；齿数：z=10；压力角：20α︒=；齿顶高系数*a h =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 *min min ()/a h Z Z Z ≥-选取，但不宜选过大。

暂设齿顶高变动系数δ=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）。

一、实验目的1. 理解范成法加工齿轮的原理及过程。

2. 掌握范成法加工齿轮的实验操作步骤。

3. 分析范成法加工齿轮中可能出现的误差及解决方法。

4. 了解范成法加工齿轮的应用及优缺点。

二、实验原理范成法加工齿轮是利用一对齿轮啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理进行加工的方法。

其中一个齿轮作为刀具，另一个齿轮作为被加工的齿轮坯。

在加工过程中，刀具与齿轮坯按一定的传动比进行旋转，刀具沿齿轮坯轴线方向进行切削，从而形成齿轮的齿廓。

三、实验设备与材料1. 实验设备：范成法加工齿轮实验台、渐开线齿轮刀具、齿轮坯、游标卡尺、千分尺等。

2. 实验材料：45号钢齿轮坯。

四、实验步骤1. 将齿轮坯固定在实验台上，调整刀具与齿轮坯的相对位置，使刀具的齿顶与齿轮坯的齿根对齐。

2. 启动实验台，使刀具与齿轮坯按一定的传动比进行旋转。

3. 开启切削电源，进行切削加工。

4. 加工完成后，关闭切削电源，停止实验台旋转。

5. 使用游标卡尺和千分尺等工具对加工完成的齿轮进行测量，检查其齿形、齿距、齿厚等参数是否符合要求。

五、实验结果与分析1. 实验结果显示，通过范成法加工的齿轮齿形较为理想，齿距、齿厚等参数符合要求。

2. 在实验过程中，发现以下误差现象：（1）齿形误差：可能是由于刀具磨损、加工中心偏移等原因引起的。

（2）齿距误差：可能是由于传动比设置不准确、刀具安装误差等原因引起的。

（3）齿厚误差：可能是由于刀具磨损、加工中心偏移等原因引起的。

3. 针对以上误差现象，提出以下解决方法：（1）定期更换刀具，确保刀具的锋利度。

（2）精确调整传动比，减小传动误差。

（3）确保加工中心的安装精度，减小加工中心偏移。

六、实验结论1. 范成法加工齿轮是一种常用的齿轮加工方法，具有加工精度高、生产效率高等优点。

2. 在实验过程中，应严格控制刀具磨损、传动比设置、加工中心偏移等因素，以保证加工质量。

3. 通过本次实验，掌握了范成法加工齿轮的原理、操作步骤及误差分析，为今后从事齿轮加工工作奠定了基础。

实验二《齿轮范成原理》实验一、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办法。

建立变位齿轮的基本概念。

二、设备和工具：1、齿轮范成仪（有两种，但原理一样）。

2、绘图纸、圆规、三角板、剪刀、2－3支2H铅笔。

三、原理：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。

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，同时刀具还沿轮坯的轴向做切削运动。

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，故通过齿廓范成仪来实现轮坯与刀具间的传动过程；范成仪所用刀具模型是齿条刀。

轮坯用绘图纸代表。

传动中，将刀具刀刃的各个位置用铅笔记录在绘图纸上。

这样，我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。

四、构造：范成仪的构造如附图一，轮坯部分结构做成扇形构件4。

是模数18mm，齿数17的齿轮的分度圆；另一半圆是模数18，齿数9的齿轮的分度圆，它们一起装在同一轴上，摇动手柄12，可使轮坯前后移动。

刀具部分的结构是：模数18的齿条刀用铰链装在变位溜板3上，转动旋钮13可使刀具移动实现变位。

变位量可以从刻度尺1读出，变位溜板3又装在啮合溜板11上，在不作变位时，可用旋钮10锁住变位溜板。

啮合溜板11是与分度圆作纯滚动。

在无变位量时（刻度尺零位对齐）刀具2的分度线（中线）与啮合溜板11的一侧（即与分度圆作纯滚动的一侧）在同一垂直平面上。

六、实验步骤：1、根据你所使用的范成仪的参数，计算出被加工齿轮的主要尺寸d 、d a 、d f 、d b ，并将上述四个圆画在一张绘图纸上。

计算最小变位系数X min 及最小变位量（X min ·m ）。

计算该变位齿轮的d f 、d a ，并将此变位齿轮的齿顶圆及齿根圆，还有分度圆、基圆画在第二张绘图纸上。

将超出被加工齿轮齿顶圆的图纸剪去，以所得的圆形图纸作为被加工齿轮的轮坯。

实验名称：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；2.了解渐开线齿轮产生根切现象的原因，避免产生根切的方法；3.分析比较标准齿轮和移距修正齿轮的异同点。

二、实验原理：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。

加工时其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，它们仍保持固定的角速度比传动，完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一样；同时刀具还沿坯的轴向作切削运动。

这样所得到的齿轮齿廓就是刀具刀刃在各个位置的包络线。

今若用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线也必为渐开线。

由于实际加工时，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之间的传动过程，并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记录在图纸上，这样我们就能清楚地观察到齿轮范成的过程。

范成仪所用的刀具模型为齿条叉刀，仪器的构造如图所示：大圆盘绕其固定的心轴O 转动。

代表刀具的齿条3装在溜板4上。

在代表基圆的外缘上绕着钢丝，钢丝的一端固定在溜板的A处，另一端固定在溜板的B处。

当移动溜板时，通过钢丝的作用使圆盘相对于溜板的运动和被加工齿轮相对于齿条的运动一样。

松开螺钉5和6，可改变齿条刀具相对于轮坯中心的距离。

如将齿条刀具中线安装在相当于齿轮分度圆的圆周相切的位置时，则可以绘制出标准齿轮的轮廓。

当齿条刀具中线与相当于齿轮分度圆的圆周间有距离时（此距离就是移距修正齿轮的移距值xm），则可以绘制出移距修正齿轮的齿廓。

三、实验主要仪器设备1．齿轮范成仪2．用较厚的纸（图纸、挂历反面）准备一张Ф270 mm的圆（可以比270略小1~2 mm）3．带教材4．圆规、直尺、铅笔、橡皮四、实验步骤：根据已知的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和变位齿轮的基圆、根圆、顶圆的直径。

1 小园盘2 大园盘（轮坯）3 齿条刀具4 溜板5 固定螺母6 固定螺母7 定位销（孔）8 A、B调整旋钮（注：A、B不可自己调整）1．将剪好的圆形纸（轮胚）放在圆盘2上，用圆盘1压紧。

实验二齿轮范成原理一、目的1. 掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理，了解齿廓曲线的渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程；2. 了解渐开线齿轮的根切现象、齿轮变尖现象及其产生的原因；3. 了解变位齿轮的切制方法，并比较变位齿轮与标准齿轮的异同点。

二、设备及工具1. 齿轮范成仪。

2. 3号图纸一张，削尖的铅笔两支，三角板，橡皮，计算器（学生自备）。

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。

范成仪上齿条刀具齿廓和被加工齿廓的主要参数见下表：图2—1是齿轮范成仪的简图，图中1为圆盘，它装在机架4上并绕0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。

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. 根据所用范成仪的齿条刀具基本参数和被加工齿轮的齿数Z 、变位系数X ，由齿条刀具加工齿轮不发生根切的条件求出最小变位系数X mino17Z17min X -=分别计算出分度圆直径、基圆直径以及标准齿轮、变位齿轮的根圆、顶圆直径，并将计算结果填在实验报告表中。

齿轮范成原理实验报告齿轮范成原理实验报告引言：齿轮是一种常见的机械传动元件，广泛应用于各种机械设备中。

齿轮传动具有传递力矩平稳、效率高、传动比可调等优点，被广泛应用于各个行业。

本实验旨在通过实验验证齿轮的范成原理，深入了解齿轮传动的工作原理和特性。

一、实验目的本实验的主要目的是验证齿轮的范成原理，并通过实验观察齿轮传动的工作过程，探究齿轮传动的特性。

二、实验器材与原理1. 实验器材：- 齿轮传动装置：包括齿轮轴、齿轮、传动带等。

- 动力源：如电动机或手摇装置。

- 轴承：用于支撑齿轮轴。

- 测力计：用于测量传动带的张力。

2. 实验原理：齿轮传动是利用齿轮的啮合来传递动力和运动的一种机械传动方式。

齿轮传动的范成原理是指齿轮的齿数比和模数之间的关系。

在齿轮传动中，两个齿轮的齿数比应满足一定的条件，才能保证齿轮传动的正常工作。

三、实验步骤与结果1. 实验步骤：- 将齿轮传动装置安装在实验台上，确保齿轮轴与轴承的配合精度。

- 连接动力源，使齿轮传动装置开始运转。

- 通过测力计测量传动带的张力，并记录数据。

2. 实验结果：通过实验观察和数据记录，我们可以得出以下结论：- 齿轮传动装置在正常运转时，齿轮之间的啮合要平稳，不应出现卡滞或跳齿现象。

- 传动带的张力会随着齿轮传动的工作而变化，传动带的张力越大，传动效果越好。

四、实验分析与讨论通过本次实验，我们验证了齿轮的范成原理，并对齿轮传动的工作过程进行了观察和分析。

在实验过程中，我们发现齿轮的齿数比对传动效果有着重要的影响。

当齿轮的齿数比符合范成原理时，传动效率较高，传动过程平稳；反之，如果齿轮的齿数比不合理，传动效果会受到影响，甚至可能导致齿轮传动的故障。

另外，我们还观察到传动带的张力会随着齿轮传动的工作而变化。

传动带的张力越大，传动效果越好，但过大的张力也会增加传动带的磨损和能量损耗。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况调整传动带的张力，以达到最佳的传动效果。