主页 > 技术（shù）文章 > 齿轮范（fàn）成仪使用说（shuō）明书 2025-07-04

齿轮范成仪使用说（shuō）明书

齿轮（lún）范成仪使用说明书概述：
渐开线（xiàn）齿轮的齿廓是一条渐开线，其（qí）形成的过程是一直线在圆周上滚动而无任何滑（huá）动时，直线上（shàng）的点所画出的曲线（xiàn）（包（bāo）括线）就是渐开线。根（gēn）据（jù）这个原理，设计出（chū）用直线齿条刀（dāo）具加工渐开线（xiàn）齿轮机床。
渐开线齿轮范成仪就是根据这个原理设计（jì）的。齿板是（shì）齿条刀具，其（qí）中线与齿轮分度相切，使用本范成仪做实验有以下（xià）优点（diǎn）：
掌握用（yòng）范成法制造渐开线（xiàn）齿轮的基（jī）本（běn）原理，观察齿廓形成过（guò）程。用该范（fàn）成仪加工齿轮，渐开线齿轮齿廓的加工（gōng）过程理解（jiě）直观、具体、简便。
2、进一步（bù）掌握渐开线齿轮的几何计算。
3、对“模数”这个（gè）词，可产生（shēng）大小、形状等具体概念（niàn）。
4、对齿（chǐ）轮产生根切的原因及（jí）避免根切（qiē）的方法有真实（shí）的理解。
5、对齿轮根切后的齿形有直观的认识。
6、对齿轮变位方法（fǎ）和计算有明确的理解（jiě）。
7、分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点（diǎn）。
8、掌握用游标卡尺测（cè）定变位齿（chǐ）轮参数的方法。井熟悉变位齿轮上各（gè）个参数之间的（de）关系。
9、可（kě）提高学（xué）员对齿轮研究的兴趣。
二、设备和（hé）工具
1．齿轮范成仪；
2．剪刀、自（zì）备圆规、三角板、红兰铅（qiān）笔（bǐ）、小刀、游标卡尺、齿轮模型
三、齿轮（lún）范成原（yuán）理和方法
范（fàn）成法是利（lì）用一对齿轮互相（xiàng）啮（niè）合时其共轭齿（chǐ）廓互为包（bāo）络（luò）线的原（yuán）理来（lái）加工（gōng）轮齿的。加工时（shí）其中一轮为刀（dāo）具，另（lìng）一轮为轮坯，它们保持固（gù）定的角速比传（chuán）动，完全和一对真正的齿轮互相啮合传动一（yī）样，同时刀具沿轮坯的（de）齿宽方向作切削（xuē）运动，这样制得的齿轮的齿廓就是刀具刀刃在各个位置的（de）包络线。若（ruò）用渐开线作为刀具齿廓，则其包络线亦为渐开线（xiàn）。由于在（zài）实际加工（gōng）时（shí），看不到刀刃在各个位置形成（chéng）包络线的过程，故通过齿轮（lún）范成仪来实现轮坯与刀具间（jiān）的传动过程，并用铅笔将刀具刀刃的各个位置记录在（zài）绘图纸上，这样就清楚地观察（chá）到齿廓范成的过程。
四、范成仪结构（如下图所示）

五、范成仪主要参数
齿轮范成仪所用刀具模型（xíng）为齿条插刀，仪器构造如图：
范成（chéng）仪配有两块齿板（bǎn）；一块 m=8 , Z=30，d=240 另一块 m=20 , Z=12，d=240
齿形角 α=20°          齿（chǐ）高系数 h=1
工作齿高 hw=2m          齿距（jù） P=πm
径向间隙 c=0.25m         齿根圆角半径 Pr=0.38m
范成仪分度圆直径（jìng） d=240mm
使用方法
横向移动齿条（tiáo）7（连同齿轮插刀，图纸托盘同步（bù）转动，用铅笔（bǐ）在齿板侧面画出轮廓线，逐次（cì）微移（yí），每移一（yī）次画一次，直到齿板移（yí）出基圆盘为（wéi）止，纸面上就画出了渐开线（xiàn）齿形。
齿（chǐ）条插刀以上下移动（dòng），当（dāng）齿板中部（bù）刻线对准标尺“0”时，所画齿形就是没有变（biàn）位的正常齿形。
齿条插刀向上移是负（fù）变位，向（xiàng）下移是（shì）正变位。在标尺上移动量等于变位系数乘模数。
实验步骤
3、计算消除根切的最小移距（jù）系数Xmin
Xmin=（Zmin-Z）/Zmin           Zmin=17
4、取变位系数X，且进整到小数1位 X=m
X≥Xmin
5、计算移距量Xm
6、计算被加工齿轮主要参数

	标准齿轮	变位齿轮
周节 P
模数 m	m=P/π	m=P/π
齿数 Z	Z=d/m	Z=d/m
分度圆（yuán）半（bàn）径 r	R=d/2	R=d/2
基（jī）圆半径 rb	Rb=r cos α	Rb=r cos α
齿顶圆半径（jìng） ra	Ra=m/2(Z+Zha*)	Ra=m/2(Z+Zha*)
变位系数 X	0	X≥Xmin=Zmin-Z/Zmin
移距量 Xm	0	Xm

7、剪制纸轮胚
取一（yī）张A4图纸，画出中心线及齿（chǐ）轮的r , rb , ra , 将图上阴（yīn）影部分剪掉
8、安装纸轮（lún）胚到范成仪图纸托盘4上，用压纸垫板5压紧。
在（zài）右（yòu）1/4纸（zhǐ）胚的（de）中部范成产生根切的标准齿轮齿形。
在左1/4纸胚的中部范成产生正变位的变位齿轮齿形。
[注]：1）以上为m=20齿板的范（fàn）成齿（chǐ）形步骤。当使用m=8齿（chǐ）板时，步骤与其完全相（xiàng）同，只是纸轮胚可分（fèn）成三等分右边为负变位。中间不变位，左边正变位，范成后可以看出：
齿轮模数都相同时，由于不同变位齿形的变化；
虽（suī）然齿数Z>Zmin,当负变位（wèi）大时也要根切。
八、齿轮（lún）参数测定的原理与步（bù）骤
1、说明一渐开线直齿圆柱齿（chǐ）轮的（de）基本参数有：齿数（shù）Z、模数（shù）m、齿顶高系数、分（fèn）度圆压力角（jiǎo）和变位系数)X等。而这些参数则可通过用游标（biāo）卡尺测得的数据计算出来的。
2、基圆周节Pb和（hé）基（jī）圃齿（chǐ）厚Sb的测定：
先用游标卡尺的一对卡脚卡住k个齿，如图1所示k=2。使两个卡脚（jiǎo）切于齿廓（kuò）的工作段。图中切于a、b两点，这时测得的公法线长度为（wéi）Wk毫米。然后再卡住（zhù）(k+1)个齿也要两个卡脚切于齿廓的工作段（duàn），这时测得齿廓间的公法线长度为wk+1毫米。从渐开线性质可知：齿廓间（jiān）的（de）公法线长ab与所（suǒ）对的（de）基圆上园弧aobo的长（zhǎng）度相（xiàng）等。因此卡（kǎ）住k个齿的公法线长Wk为：
Wk=(k-1)Pb十Sb…………………………………………………………(1)
式中：K—跨齿（chǐ）数，计算公式
Pb--~齿（chǐ）在基（jī）圆上的周节，称（chēng）为基（jī）节。
Sb--轮齿在基圆上的齿厚。．
卡住（zhù）(k+1)个齿的公法线长Wk+1为
Wk+1=KPb+Sb………………………………………………………(2)
解(1)(2)式即可求（qiú）得Pb与Sb为：
Pb = Wk+1—Wk
Sb = wk+l—KPb = KWk—(k—1)Wk+1，
根据求得的Pb可按下式算出模数
由于式（shì）中的可能是15o，也可能是20o，故分别将的两个值代人上式，算出两种可能的m值。然（rán）而一只齿轮分（fèn）度圆上的m只（zhī）可能有一个（gè）值，而且是标准值，因此最接近于该两种数值的模数标准值即为所测齿轮的m值。由于制（zhì）造、测量过程中不可避免（miǎn）地存在着误差，从公式算出的m值与标（biāo）准值之间（jiān）往往有偏差，但这些偏差总是比较小的，因此可以根（gēn）据计算值来确定其标准值。
从（cóng）以上的计算，求得的（de）Sb应适（shì）合下列的计算式
3、顶圆直径da和（hé）根圆直径df的测定
(1)当Z为偶数时，可用游标卡尺直接量出da与df。如图3—(a)
(2)当Z为奇数时，则可间接测出da与df。如图3—(b)，其计算式为：
4、测量时注意事项：
(a)Wk，Wk+1，da，df，dk，H1，H2须测量三次取其平均值。
(b)读数（shù）或计算值须精确到小数（shù）点后2位。
(c)测量Wk，Wk+1时两卡脚必须与齿廓的渐开线部分相切。

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