一．实验目的

1．掌握用范成法加工渐开线齿轮的基本原理，观察齿廓形成的过程。

2．理解渐开线齿廓产生根切现象的原因和避免根切的方法，建立变位齿轮的基本概念。

3．了解刀具变位后轮坯齿形的变化及对齿轮各参数的影响，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。

二．仪器与工具

1．齿轮范成仪。

2．绘图纸（260X250）、圆规、三角板、铅笔、铅笔刀、橡皮等绘图工具。

3.大圆盘 2.横拖板 3.底座 4.齿条形刀具 5.压板毛坯纸样

三．大连齿轮范成加工原理和方法

齿轮范成法加工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，另一轮为毛坯，毛坯与刀具之间仍然保持固定的角速度比运动。它们的对滚运动与一对相互啮合的齿轮的运动完全一样；同时刀具还沿轮坯的轴向作切削运动。这样切制的齿轮的齿廓就是刀具的刀刃在轮坯上各个位置的包络线；若用渐开线作为刀具的齿廓，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之间的传动过程，并用铅笔将刀具刀刃的各个位置所形成的包络线迹描绘在毛坯纸上。这样我们就能清楚地看到渐开线齿廓形成的过程。

齿轮范成仪是根据用齿条刀具加工齿轮来设计的。范成仪主要由装卡轮坯（毛坯纸）的大圆盘1、安装齿条刀具的横拖板2及底座3等三部分组成；大圆盘通过其底部的传动齿轮与横拖板底部的齿条啮合传动，保证了轮坯与齿条刀具的对滚运动。

四．实验步骤

注意：以下第1、2、3步应在实验课前预先完成！

1．被加工齿轮的参数：

项目 m   z

数值 20 20 1 0.25 10

2．根据被加工齿轮的参数制作标准齿轮轮坯（X=0）和变位齿轮轮坯（X=Xmin），将两种轮坯各画一半组成一个整圆轮坯图；并在图中画出各自的基圆、分度圆、齿根圆及齿顶圆；沿两个齿顶圆剪掉多余的纸，形成轮坯纸样。

        分度圆半径：      r = m Z / 2

        基圆半径：       r b = r cosα

        齿根圆半径：     r f = m [ Z - 2 (ha*+C* ) +2X ]/2

        齿顶圆半径：     r a = m ( Z+2ha*+2X ) / 2   （注：忽略齿高变动系数）

        最小变位系数：Xmin = ha* ( Zmin - Z ) / Zmin   ( 取ha* =1,  Zmin =17)

3．在轮坯图中间精确剪出一个Ф30的定位装配孔，用于与大圆盘1的中心定位凸台配合定位；在φ65的圆上均布3个Ф10的圆孔（事先画好位置，实验时用冲头冲孔），用于通过圆形压板5进行夹紧。

4．拧下范成仪大圆盘上的3个蝶形螺母，拆下圆形压板5，将轮坯纸样安装在大圆盘上，压上圆形压板，并用3个蝶形螺母压紧，完成轮坯的装夹过程。

5．旋松齿条形刀具4上的2个蝶形螺母，调整刀具的径向位置，使齿条刀具4的齿顶线与轮坯图上的标准齿轮的齿根圆相切，并左右拉动刀具横拖板，检查并保证刀具的每个齿的齿顶都与轮坯的齿根圆相切；然后通过2个蝶形螺母压紧刀具；完成对刀过程。

6．将齿条刀具与轮坯对滚并横向移动到一端极限位置（以保证刀具横拖板底部齿条与大圆盘底部的齿轮不脱开为限），然后向另一端走刀（横向移动刀具），每次移动距离不要太大（每次移动3-4mm），以免渐开线不圆滑；每移动一次，用铅笔描下刀具的位置（注意：应把压着纸的刀具齿廓完全描下，不要漏描；否则渐开线不完全）；直至刀具拖板走到另一端不能再走为止（应保证画出2个完整齿的渐开线齿廓）。

7．观察所加工的标准齿轮的根切现象；观察刀具的齿顶线是否超过了极限啮合点N；观察和体会渐开线的形成过程和根切的形成过程。

8. 大连加工变位齿轮：重新调整刀具位置（对刀），将刀具离开轮坯分度圆移动一段距离（m·Xmin）,这时刀具的齿顶线与变位齿轮毛坯的齿根圆相切。然后按上述方法加工变位齿轮。

五．实验报告：

1.齿坯图尺寸的计算。

2.附上齿廓加工图。

3.比较正、负变位齿轮齿型相对标准齿轮的变化情况：包括模数、基圆半径、分度圆半径、齿顶圆半径、齿根圆半径、齿距、分度圆齿槽宽、分度圆齿厚、齿顶圆齿厚、齿顶高、齿根高等。（不计算，只描述变化情况）