实训三 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定(2学时)
【实训目的】
1. 掌握应用公法线千分尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法。 2. 通过测量和计算,巩固有关齿轮各参数之间的相互关系和渐开线特性的
知识。
【实训内容】
1. 测量和计算渐开线标准和变位直齿圆柱齿轮的主要参数;
2. 找出相对标准齿轮而言,变位齿轮齿形变化的主要表现在什么地方。 【实训设备和工具】
1. 被测齿轮两个,齿数各为奇数、偶数; 2. 公法线千分尺;
3. 游标读数精度为0.02mm的游标卡尺; 4. 机械设计手册;
5. 学生自备计数器及纸、笔等文具。 【实训原理和步骤】
原理:
1. 测定模数m和压力角α
如图3—1所示,当量具的测足在被测齿轮上跨过k个齿时,其公法线长度为
图3—1 测量公法线尺度
WK=(k-1)pb+sb
同理,跨过k+1个齿时,其公法线长度为
WK+1=kpb+sb
所以 WK+1- WK=pb (1) 又因 pb=πm cosα
所以 m= pb/πcosα=( WK+1- WK)/ πcosα (2) 式中: pb——被测齿轮的基圆齿距,mm; α——齿轮分度圆压力角,(°); m——被测齿轮模数,mm。
式中压力角α可能是15°,也可能是20°(我国常用的压力角为20°)。此外,在汽车、航空工业中(或欧、美齿轮标准中)还有采用α=22.5°或α=25°。 计算时应该分别将不同的压力角值代入式(2)进行计算,计算出多组α、m值,其中最接近标准模数数值的一组m和α,即为所求齿轮的模数和压力角。 为了使量具的测足能保证与齿廓的渐开线部分相切,所需的跨齿数k不能随意定。它受齿数、压力角和变位系数等多种因素的影响,实验时可初步参照实验表1确定。
2. 测定变位系数x
被测齿轮也许是变位齿轮,此时还需确定变位系数x。首先将被测齿轮跨过k个齿时的公法线长度的测量值WK与理论计算值W‘K相比较。根据被测齿轮的齿数z和模数m,可以从机械手册的有关表中查出标准齿轮的公法线长度W‘K(即理论计算值),然后比较W‘K和WK。
若WK=W‘K,则被测齿轮为标准齿轮。
若WK≠W‘K,则被测齿轮为变位齿轮。由于变位齿轮与标准齿轮相比较,变位齿轮的齿厚发生了变化,所以它的公法线长度WK也发生了变化。变位齿轮跨
过k个齿时的公法线长度的测量值WK与标准齿轮跨过k个齿时的公法线长度W之差为公法线长度的增量,等于2xmsinα。则
‘K
WK-W‘K=2xmsinα
即 x=( WK-W‘K)/ 2msinα (3) 带入式(3)即可求出变位系数x。
3. 测定齿顶高系数h *α和顶隙系数c*
为了测定齿顶高系数h *和顶系系数c*,应先测出齿根圆直径df。对于齿数为偶数的齿轮,可用游标卡尺直接测出。对于齿数为奇数的齿轮,则需用间接法进行测量。如图3—2所示。
图3—2 齿根圆直径df的间接测量法
df=DK+2H
齿根高hf的测定值为
hf=
而齿根高的计算公式为
hf=m(h *α+ c*-x) (4)
式(4)中仅齿顶高系数h *α和顶隙系数c*为未知。因为不同齿制的齿顶高系数h *α和顶隙系数c*都是已知的标准值,故以正常齿制的h *α=1、c*=0.25和短齿制的h *α=0.8、
mzdf
2
c*=0.3两组值分别代入式(4),看哪一组值计算出的值与的测定值最接近,则哪一组h *α和c*值即为该被测齿轮的齿顶高系数和顶隙系数c*。
步骤:
1. 数出齿数,按表3—1查取跨齿数k;
2. 每个齿轮选三个位置测出公法线长度WK+1、WK、齿根圆直径df,取其平均
值作为测量结果;
3. 按有关公式逐个计算齿轮的参数并记入实验报告中。
实训三 渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定(2学时)
【实训目的】
1. 掌握应用公法线千分尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法。 2. 通过测量和计算,巩固有关齿轮各参数之间的相互关系和渐开线特性的
知识。
【实训内容】
1. 测量和计算渐开线标准和变位直齿圆柱齿轮的主要参数;
2. 找出相对标准齿轮而言,变位齿轮齿形变化的主要表现在什么地方。 【实训设备和工具】
1. 被测齿轮两个,齿数各为奇数、偶数; 2. 公法线千分尺;
3. 游标读数精度为0.02mm的游标卡尺; 4. 机械设计手册;
5. 学生自备计数器及纸、笔等文具。 【实训原理和步骤】
原理:
1. 测定模数m和压力角α
如图3—1所示,当量具的测足在被测齿轮上跨过k个齿时,其公法线长度为
图3—1 测量公法线尺度
WK=(k-1)pb+sb
同理,跨过k+1个齿时,其公法线长度为
WK+1=kpb+sb
所以 WK+1- WK=pb (1) 又因 pb=πm cosα
所以 m= pb/πcosα=( WK+1- WK)/ πcosα (2) 式中: pb——被测齿轮的基圆齿距,mm; α——齿轮分度圆压力角,(°); m——被测齿轮模数,mm。
式中压力角α可能是15°,也可能是20°(我国常用的压力角为20°)。此外,在汽车、航空工业中(或欧、美齿轮标准中)还有采用α=22.5°或α=25°。 计算时应该分别将不同的压力角值代入式(2)进行计算,计算出多组α、m值,其中最接近标准模数数值的一组m和α,即为所求齿轮的模数和压力角。 为了使量具的测足能保证与齿廓的渐开线部分相切,所需的跨齿数k不能随意定。它受齿数、压力角和变位系数等多种因素的影响,实验时可初步参照实验表1确定。
2. 测定变位系数x
被测齿轮也许是变位齿轮,此时还需确定变位系数x。首先将被测齿轮跨过k个齿时的公法线长度的测量值WK与理论计算值W‘K相比较。根据被测齿轮的齿数z和模数m,可以从机械手册的有关表中查出标准齿轮的公法线长度W‘K(即理论计算值),然后比较W‘K和WK。
若WK=W‘K,则被测齿轮为标准齿轮。
若WK≠W‘K,则被测齿轮为变位齿轮。由于变位齿轮与标准齿轮相比较,变位齿轮的齿厚发生了变化,所以它的公法线长度WK也发生了变化。变位齿轮跨
过k个齿时的公法线长度的测量值WK与标准齿轮跨过k个齿时的公法线长度W之差为公法线长度的增量,等于2xmsinα。则
‘K
WK-W‘K=2xmsinα
即 x=( WK-W‘K)/ 2msinα (3) 带入式(3)即可求出变位系数x。
3. 测定齿顶高系数h *α和顶隙系数c*
为了测定齿顶高系数h *和顶系系数c*,应先测出齿根圆直径df。对于齿数为偶数的齿轮,可用游标卡尺直接测出。对于齿数为奇数的齿轮,则需用间接法进行测量。如图3—2所示。
图3—2 齿根圆直径df的间接测量法
df=DK+2H
齿根高hf的测定值为
hf=
而齿根高的计算公式为
hf=m(h *α+ c*-x) (4)
式(4)中仅齿顶高系数h *α和顶隙系数c*为未知。因为不同齿制的齿顶高系数h *α和顶隙系数c*都是已知的标准值,故以正常齿制的h *α=1、c*=0.25和短齿制的h *α=0.8、
mzdf
2
c*=0.3两组值分别代入式(4),看哪一组值计算出的值与的测定值最接近,则哪一组h *α和c*值即为该被测齿轮的齿顶高系数和顶隙系数c*。
步骤:
1. 数出齿数,按表3—1查取跨齿数k;
2. 每个齿轮选三个位置测出公法线长度WK+1、WK、齿根圆直径df,取其平均
值作为测量结果;
3. 按有关公式逐个计算齿轮的参数并记入实验报告中。