机械原理实验报告----渐开线齿轮机构反求设计实验.docVIP

渐开线齿轮机构反求设计实验 一. 实验目的 巩固齿轮机构设计理论知识。 提高学生应用齿轮机构基本理论解决工程问题能力。 二. 实验对象及设备 1. 一对渐开线直齿圆柱齿轮 2. 测量工具一套 3. 学生自备计算器纸和笔等文具 1．设计任务：反求设计是对已有的产品或技术进行分析研究，掌握其功能原理、零部件的设计参数、材料、结构、尺寸、关键技术等指标，再根据现代设计理论与方法，对原产品进行仿造设计、改进设计或创新设计。对产品的零、部件进行测绘掌握零部件的设计参数是反求设计工作中组成部分。 某企业欲对其产品进行升级换代，需对同类企业的先进产品进行创新设计，在零部件参数设计过程中，要求掌握其中齿轮机构基本参数，请设计实验方案确定已有齿轮的基本参数。 2．按照制定实验方案，进行齿轮机构基本参数测绘以及数据换算记录工作。 3. 根据工作要求确定齿轮精度等级，并画出给定齿轮的零件图 四 实验原理 齿轮各部分尺寸一般可以用普通量具测量，各部尺寸又与齿轮的齿数z、模数m、压力角α、齿顶高系数 和变位系数x等基本参数之间有确定的关系，所以通过测量齿轮的有关尺寸，可以计算出齿轮的基本参数。 图1　　本实验利用游标卡尺来测量齿轮的齿顶圆直径，齿根圆直径和公法线长度，从而计算出齿轮基本参数。如图1所示，用游标卡尺固定待测量的齿轮齿廓，使游标卡尺两量爪的测量平面与渐开线齿廓相切，所测量的跨距称为齿轮的公法线长度，以w表示。垮齿数n由齿轮的齿数z决定，可查看表　图1齿轮公法线长度n为(1) 同理，如果跨齿数为(n+l)，其公法线长度为； (2) 由式(2)减式(1)得(3) 联立可得齿轮模数 (4) 将压力角分别取为 或 代入式(4)计算出模数 和 表2(GB1357-87)，标准模数对应的齿轮 α。 齿轮基圆齿厚公式 (5) 由公式(2)式(3)利用齿高公式 (6) 又因： (7) 式（6），式（7）连立即可得到齿顶高系数。式中为齿顶圆直径，d为分度圆直径。 计算出的齿顶高系数 应符合标准值，查表3对应的标准顶隙系数 。表1齿数z 12-18 19-26 27-36 37-45 46-54 55-63 64-72 73-81 跨齿数n 2 3 4 5 6 7 8 9 表 2 标准模数系列表（GB1357-87） mm第一系列 0.1 0.12 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.25 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 第二系列 0.35 0.7 0.9 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.5 （3.75） 4.5 5.5 (6.5) 7 9 （11） 14 18 22 28 （30） 36 45 表齿顶高系数 顶隙系数 齿 轮 类 别 齿顶高系数 顶隙系数 正常齿 1 0.25 短 齿 0.8 0.3 图2 齿轮范成仪也就是根据这一范成原理构成的。如图2-1所示，细钢丝1（直径为d1)的一端固定在长方形滑板2的A点，然后顺着AP绕过圆盘3一周，再经过P点延伸至B点，在B点固定在滑板上。滑板2安装在导轨上（图上未画出），以保证滑板沿AB方向往复移动。由于细钢丝1缠绕在圆盘3上，因此当滑板2沿AB作直线移动时，圆盘3作旋转运动。这时细钢丝的中心线所形成的直线AB（即齿条刀具的节线）和圆周a（即被加工齿轮的分度圆）作纯滚动。如果将齿条4固定在滑板上当作刀具，将大圆盘5固定在圆盘3上当作齿轮毛坯，则当齿条的节线AB和齿轮毛坯的分度圆a被迫作纯滚动时，齿条刀具的齿廓必然位于齿轮渐开线的切线位置。如果存在着刀具的切削运动，就能切削出渐开线的齿廓。在范成仪中，没有刀具的切削运动，我们用铅笔描绘齿条刀具的齿廓来代替切削运动，也就是齿条刀具随滑板每移动一定距离后，就用铅笔描绘一次齿条刀具的齿廓。这样重复，即可在大圆盘上包络出渐开线齿廓来。如果在安装齿条刀具时将齿条刀具的中线与毛坯的分度圆相切，则所得到的标准齿轮的齿廓，反之，则得到变位齿轮的齿廓。 六. 思考题 如何考虑齿轮精度及测量误差等影响因素设计齿轮基本参数。 渐开线斜齿圆柱齿轮基本参数有哪些？给出其测绘方案 渐开线齿轮机构反求设计实验报告 系 班 姓名 学号 一.实验的任务及原理 二.测试方案规划 三.实验数据记录： 将测量或计算的结果填进表格中，后面的空白表格是自确定项目。 齿轮齿数z 跨测齿数n 公法线长度 Wn Wn+1 Wn Wn+1 测量次数 2 3