CJDJ-B 齒輪范成儀使用說明書
概述
漸開線齒輪的齒廓是一條漸開線，其形成的過程是一直線在圓周上滾動而無任何滑動時，直線上的點所畫出的曲線（包括線）就是漸開線。根據這個原理，設計出用直線齒條刀具加工漸開線齒輪機床。
漸開線齒輪范成儀就是根據這個原理設計的。齒板是齒條刀具，其中線與齒輪分度相切，使用本范成儀做實驗有以下優點：
掌握用范成法制造漸開線齒輪的基本原理，觀察齒廓形成過程。用該范成儀加工齒輪，漸開線齒輪齒廓的加工過程理解直觀、具體、簡便。
2、進一步掌握漸開線齒輪的幾何計算。
3、對“模數”這個詞，可產生大小、形狀等具體概念。
4、對齒輪產生根切的原因及避免根切的方法有真實的理解。
5、對齒輪根切后的齒形有直觀的認識。
6、對齒輪變位方法和計算有明確的理解。
7、分析比較標準齒輪和變位齒輪的異同點。
8、掌握用游標卡尺測定變位齒輪參數的方法。井熟悉變位齒輪上各個參數之間的關系。
9、可提高學員對齒輪研究的興趣。
二、設備和工具
1．齒輪范成儀；
2．剪刀、自備圓規、三角板、紅蘭鉛筆、小刀、游標卡尺、齒輪模型
三、齒輪范成原理和方法
范成法是利用一對齒輪互相嚙合時其共軛齒廓互為包絡線的原理來加工輪齒的。加工時其中一輪為刀具，另一輪為輪坯，它們保持固定的角速比傳動，完全和一對真正的齒輪互相嚙合傳動一樣，同時刀具沿輪坯的齒寬方向作切削運動，這樣制得的齒輪的齒廓就是刀具刀刃在各個位置的包絡線。若用漸開線作為刀具齒廓，則其包絡線亦為漸開線。由于在實際加工時，看不到刀刃在各個位置形成包絡線的過程，故通過齒輪范成儀來實現輪坯與刀具間的傳動過程，并用鉛筆將刀具刀刃的各個位置記錄在繪圖紙上，這樣就清楚地觀察到齒廓范成的過程。
四、范成儀結構（如下圖所示）
五、范成儀主要參數
齒輪范成儀所用刀具模型為齒條插刀，儀器構造如圖：
范成儀配有兩塊齒板；一塊 m=8 , Z=30，d=240 另一塊 m=20 , Z=12，d=240
齒形角 α=20° 齒高系數 h=1
工作齒高 hw=2m 齒距 P=πm
徑向間隙 c=0.25m 齒根圓角半徑 Pr=0.38m
范成儀分度圓直徑 d=240mm
使用方法
橫向移動齒條7（連同齒輪插刀，圖紙托盤同步轉動，用鉛筆在齒板側面畫出輪廓線，逐次微移，每移一次畫一次，直到齒板移出基圓盤為止，紙面上就畫出了漸開線齒形。
齒條插刀以上下移動，當齒板中部刻線對準標尺“0”時，所畫齒形就是沒有變位的正常齒形。
齒條插刀向上移是負變位，向下移是正變位。在標尺上移動量等于變位系數乘模數。
實驗步驟
3、計算消除根切的最小移距系數Xmin
Xmin=（Zmin-Z）/Zmin Zmin=17
4、取變位系數X，且進整到小數1位 X=m
X≥Xmin
5、計算移距量Xm
6、計算被加工齒輪主要參數
| 標準齒輪 | 變位齒輪 | |
| 周節 P | ||
| 模數 m | m=P/π | m=P/π |
| 齒數 Z | Z=d/m | Z=d/m |
| 分度圓半徑 r | R=d/2 | R=d/2 |
| 基圓半徑 rb | Rb=r cos α | Rb=r cos α |
| 齒頂圓半徑 ra | Ra=m/2(Z+Zha*) | Ra=m/2(Z+Zha*) |
| 變位系數 X | 0 | X≥Xmin=Zmin-Z/Zmin |
| 移距量 Xm | 0 | Xm |
取一張A4圖紙，畫出中心線及齒輪的r , rb , ra , 將圖上陰影部分剪掉（見下圖）
8、安裝紙輪胚到范成儀圖紙托盤4上，用壓紙墊板5壓緊。
在右1/4紙胚的中部范成產生根切的標準齒輪齒形。
在左1/4紙胚的中部范成產生正變位的變位齒輪齒形。
[注]：1）以上為m=20齒板的范成齒形步驟。當使用m=8齒板時，步驟與其完全相同，只是紙輪胚可分成三等分右邊為負變位。中間不變位，左邊正變位，范成后可以看出：
齒輪模數都相同時，由于不同變位齒形的變化；
雖然齒數Z>Zmin,當負變位大時也要根切。
八、齒輪參數測定的原理與步驟
1、說明一漸開線直齒圓柱齒輪的基本參數有：齒數Z、模數m、齒頂高系數、分度圓壓力角和變位系數)X等。而這些參數則可通過用游標卡尺測得的數據計算出來的。
2、基圓周節Pb和基圃齒厚Sb的測定：
先用游標卡尺的一對卡腳卡住k個齒，如圖1所示k=2。使兩個卡腳切于齒廓的工作段。圖中切于a、b兩點，這時測得的公法線長度為Wk毫米。然后再卡住(k+1)個齒也要兩個卡腳切于齒廓的工作段，這時測得齒廓間的公法線長度為wk+1毫米。從漸開線性質可知：齒廓間的公法線長ab與所對的基圓上園弧aobo的長度相等。因此卡住k個齒的公法線長Wk為：
Wk=(k-1)Pb十Sb…………………………………………………………(1)
式中：K—跨齒數，計算公式
Pb--~齒在基圓上的周節，稱為基節。
Sb--輪齒在基圓上的齒厚。．
卡住(k+1)個齒的公法線長Wk+1為
Wk+1=KPb+Sb………………………………………………………(2)
解(1)(2)式即可求得Pb與Sb為：
Pb = Wk+1—Wk
Sb = wk+l—KPb = KWk—(k—1)Wk+1，
根據求得的Pb可按下式算出模數
由于式中的可能是15o，也可能是20o，故分別將的兩個值代人上式，算出兩種可能的m值。然而一只齒輪分度圓上的m只可能有一個值，而且是標準值，因此最接近于該兩種數值的模數標準值即為所測齒輪的m值。由于制造、測量過程中不可避免地存在著誤差，從公式算出的m值與標準值之間往往有偏差，但這些偏差總是比較小的，因此可以根據計算值來確定其標準值。
從以上的計算，求得的Sb應適合下列的計算式
3、頂圓直徑da和根圓直徑df的測定
(1)當Z為偶數時，可用游標卡尺直接量出da與df。如圖3—(a)
(2)當Z為奇數時，則可間接測出da與df。如圖3—(b)，其計算式為：
4、測量時注意事項：
(a) Wk，Wk+1，da，df，dk，H1，H2須測量三次取其平均值。
(b) 讀數或計算值須精確到小數點后2位。
(c) 測量Wk，Wk+1時兩卡腳必須與齒廓的漸開線部分相切。
