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机械设计基础（II）实验报告班级姓名学号渐开线直齿圆柱齿轮的实验研究日期2011年11月10日（理论课）任课教师一、实验目的：1、通过实验掌握渐开线齿轮的加工原理和加工方法；2、培养学生在实际工作中发现问题、分析问题和解决问题的能力；3、培养学生的动手能力。二、实验要求：1、根据所给参数，利用实验室提供范成仪的搭接件，构造出齿轮加工装置。2、掌握范成法加工齿轮时可能出现的问题及对策；3、掌握标准齿轮与变位齿轮的异同点。三、实验步骤1、准备好剪刀、铅笔、圆规、三角板、量角器和绘图纸（或其它厚纸）等用具。1)根据个人所分配到的题目安装好齿轮范成仪，进行齿轮范成。2)在所范成齿轮上标出db、d、da、df、p、s、e、pb、pn；3)观察所范成的齿轮，发现并解决范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮产生的问题4)分析比较标准齿轮与变位齿轮的异同点。2、范成齿轮的参数如下：a组：1）m=15，＝20，Z＝10，ha*=1，c*=0.252）m=10，＝20，Z＝18，ha*=1，c*=0.25b组：1）m=15，＝20，Z＝6，ha*=1，c*=0.252）m=7.5，＝20，Z＝20，ha*=1，c*=0.25c组：1）m=10，＝20，Z＝9，ha*=1，c*=0.252）m=10，＝20，Z＝15，ha*=1，c*=0.25四、实验研究报告1、实验内容使用范成仪范成图纸齿轮，此次实验选用b组齿轮范成，其中标准齿轮半个，发生根切现象的齿轮半个，变位后消除根切现象的齿轮半个。2、实验装置及参数测量下表为实验计算参数和实验参数表1实验参数已知参数所范成齿轮题目（b）（图纸托盘后面）齿轮参数：m=2＝20°Z＝45ha*=1c*=0.25齿条刀具参数m=15＝20°Z＝5ha*=1c*=0.25计算参数项目标准齿轮变位齿轮计算结果实验结果计算结果实验结果变位系数xmin00.6471mxmin=9.7分度圆半径r4545齿根圆半径rf26.2535.96齿顶圆半径ra6069.71基圆半径rb42.2942.29齿厚s23.5623.530.6330.0槽宽e23.5623.916.5017.2基圆齿厚sb23.4023.030.0429.6齿顶圆齿厚sa7.056.9-5.06-6.5法向齿距Pn44.2845.144.2845.1已知参数所范成齿轮题目（b）（图纸托盘后面）齿轮参数：m=2＝20°Z＝75ha*=1c*=0.25齿条刀具m=7.5＝20°Z＝7ha*=1c*=0.25计算参数项目标准齿轮变位齿轮计算结果实验结果计算结果实验结果变位系数xmin0mxmin=分度圆半径r75齿根圆半径rf65.63齿顶圆半径ra80.50基圆半径rb70.48齿厚s11.7811.6槽宽e11.7812.0基圆齿厚sb13.1713.6齿顶圆齿厚sa5.215.0法向齿距Pn22.1422.03、实验中出现的问题及解决方法实验中存在的最大问题就是图纸纸板与托盘的固定问题，螺栓太松纸板会转动，太紧会损坏纸板，解决的方法是在纸板与螺帽之间再放一小纸板，既可以保证纸板的牢固又不会损坏纸板。另外在范成过程中，纸板的边缘翘起，不能顺利与刀具错开，解决的方法就是，每当刀具的一个齿进入啮合区时注意将纸板边缘压住，使其顺利错开。其次，在使刀具齿廓中线与分度圆相切的过程中精度不够，解决方法是将直尺的一个边缘与刀具齿廓中线对齐，使直尺的一边与加工齿轮分度圆相切。在测量齿厚和槽宽的操作中，由于均需要测量各圆弧长度，纸板中心被穿透无不方便进行圆心角测量，因而在测量中运用渐开线的产生原理，让直尺在对应圆弧上做纯滚动，测量直尺滚过的距离，即为要测量的数值。4、现有范成装置的问题及改进方法范成装置存在的问题也是实验中出现的问题，即纸板的固定问题。改进的方案1：是将中心固定改为多点固定，用三个小螺栓将纸板平整地固定在托盘上，避免相对托盘转动和翘起。改进方案2：将固定纸板的螺栓用针来代替，将纸板扎在托盘上（托盘上相应位置打针孔），避免损坏纸板，同时方便操作。改进方案3：刀具加长，免得移动刀具。5、实验总结此次实验通过范成法范成齿轮进一步掌握了范成法原理以及范成仪的使用，巩固了根切原因和变位原理。通过对仪器的使用回顾了机构的相关知识，对仪器的设计有了进一步认识。通过对各参数的计算和测量，对齿轮基本参数之间的关系和计算更加熟练地掌握。此外，在这次实验中，不仅要求实验前参数计算的准确性，实验过程中出现的小困难也对我有所帮助。6、思考题1)范成法切出的齿廓曲线全部是渐开线吗?在图上画出其渐开线部分及根切部分。答：范成法切出的齿廓曲线不全是渐开线，基圆内部不存在渐开线。渐开线部分及根切部分见图纸。2)标准齿条型刀具的齿廓与普通齿条相比，有什么不同？答：标准的条形刀具的齿廓与标准齿条相比，刀具齿轮的顶部高出了*cm一段，用于切制出被加工齿轮的顶隙。这一部分齿廓是半径为ρ的圆角刀刃，用于切制被加工齿轮靠近齿根圆的过渡曲线。