完整word版渐开线齿轮参数测量实验.docx
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完整word版渐开线齿轮参数测量实验
实验四渐开线齿轮参数测量实验
一、实验目的
1、掌握用游标卡尺测定渐开线直齿轮基本参数的方法；
2、进一步熟悉齿轮的各部分尺寸、参数关系及渐开线的性质。
二、实验预习的内容
1、渐开线的形成及特性；
2、齿轮的各部分名称、基本参数和尺寸计算。
三、实验设备和工具
1、被测齿轮；
2、游标卡尺；
3、计算器。
四、原理和方法
本实验要测定和计算的渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数有：
齿数z、模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h*、径向间隙系数c*、和变位系数x等。
1、确定模数m（或径节Dp）和压力角α
要确定m和α，首先应测出基圆齿距pb，因渐开线的法线切于基圆，故由图4-1可知，基圆切线与齿廓垂直。
因此，用游标卡尺跨过k个齿，测的齿廓间的公法线距离为wk毫米，再跨过k+1个齿，测的齿廓间的公法线距离为wk+1毫米。
为保证卡尺的两个卡爪与齿廓的渐开线部分相切，跨齿数k应根据被测齿轮的齿数参考表4-1决定。
表4-1齿数与跨齿数的对应关系
Z
12～18
19～27
28～36
37～45
46～54
55～63
64～72
73～81
K
2
3
4
5
6
7
8
9
图4-1齿轮参数测定原理
由渐开线的性质可知，齿廓间的公法线AB与所对应的基圆上圆弧aob长度
相等，因此得
wk（k1）pbsb
同理wk1kpbsb
消去sb，则基圆齿距为
pbwk1wk
根据所测得的基圆齿距pb，查表4—4可得出相应的m（或Dp）和α。
因为pbmcos，且式中m和α都已标准化，所以可查出其相应的的模
数m和压力角α。
2、确定变位系数x
要确定齿轮是标准齿轮还是变位齿轮，就要确定齿轮的变位系数，因此，应按测得的数据代入下列公式计算出基圆齿厚sb
sbwk1kpbwk1k（wk1wk）
kwk（k1）wk1
得到sb后，则可利用基圆齿厚公式推导出变位系数x，因为，
sbbs2rbinv
r
由此
bzinv
xmcos2
2tg
式中invtg，α为弧度。
3、确定齿顶高系数h*a和径向间隙系数c*当被测齿轮的齿数为偶数时，可用卡尺直接测得齿顶圆直径da及齿根圆直径df。
如果被测齿轮齿数为奇数时，则应先测量出齿轮轴孔直径d孔，然后再测量孔到齿顶的距离H顶和轴孔到齿根的距离H根。
如图4-2所示，可得：
图4-2单齿数测量方法
dad孔2H顶
dfd孔2H根
五、实验步骤
1、直接数出被测齿轮的齿数z
2、测量wk、wk+1及da和df，每个尺寸应测量三次，分别填入表4-2和表4-3表4-2公法线测量数据
齿轮号数No：
齿轮齿数Z=35
第一次
第二次
第三次
平均值
Wk
11.9mm
12.2mm
11.46mm
11.85mm
Wk+1
19.30mm
19.36mm
19.34mm
19.33mm
表4-3偶数齿齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径的测量数据
偶数齿齿轮Z=28
测量序号
齿顶圆直径da
齿根圆直径df
1
85.70mm
74.92mm
2
85.70mm
74.82mm
3
85.70mm
74.90mm
平均值
85.70mm
74.88mm
续表4-3奇数齿齿轮齿顶圆直径和齿根圆直径的测量数据
奇数齿齿轮Z=35
齿顶圆直径da
齿根圆直径df
测量序号
d孔
H顶
da=d孔+2H顶
d孔
H根
df=d孔+2H根
1
43.84mm
24.52mm
92.88mm
43.84mm
21.19mm
86.22mm
2
43.94mm
24.52mm
92.98mm
43.94mm
21.16mm
86.26mm
3
43.80mm
24.12mm
92.04mm
43.80mm
21.18mm
86.16mm
平均值
43.86mm
24.39mm
92.64mm
43.86mm
21.18mm
86.22mm
六、实验报告内容
1、实验目的；
2、被测齿轮的已知参数和测量数据；
3、齿轮参数及尺寸计算
（1）基节pb=wk+1-wk，并由pb值查表4-4，确定m、α。
pbwk1-wk7.48mm
由pb值查表4-4得
m=2.5
20o
K=4
sb=kwk-（k-1）wk+1。
（2）基圆齿厚
sbwk1-kpb
4.37
3）变位系数
sb
mcos
zinv
2
2tg
inv20oinv9
tg9
Sb
zinv
mcos2
2tg
2tg20o
4.37
-1.57-0.52
2.349383
0.72754
-0.26
4）分度圆齿厚
s（2xtg）m
（2xtg20o）m
3.45
5）齿全高
dadf
2
dadf92.6486.22
haf3.21
22
*1d
（6）齿顶高系数ha*（az2x）
2m
ha*1（daz2x）1（92.64352*-0.26）1.2a2m22.5
*h*
（8）径向间隙系数c*2ha*
m
4、试分析影响测量精度的因素。
表4-4基圆齿距Pb=πmcosα的数值
模数
径节
Pb=πmcosα
m
Dp
α=22.5o
α=20o
α=15o
α=14.5o
1
25.400
2.902
2.952
3.053
3.041
1.25
20.320
3.682
3.690
3.793
3.817
1.5
16.933
4.354
4.428
4.552
4.625
1.75
14.514
5.079
5.166
5.310
5.323
2
12.700
5.805
5.904
6.096
6.080
2.25
11.289
6.530
6.642
6.828
6.843
2.5
10.160
7.256
7.380
7.586
7.604
2.75
9.236
7.982
8.118
8.345
8.363
3
8.467
8.707
8.856
9.104
9.125
3.25
7.815
9.433
9.594
9.862
9.885
3.5
7.257
10.159
10.332
10.621
10.645
3.75
6.773
10.884
11.071
11.379
11.406
4
6.350
11.610
11.808
12.138
12.166
4.5
5.644
13.061
13.285
13.655
13.687
5
5.080
14.512
14.761
15.173
15.208
5.5
4.618
15.963
16.237
16.690
16.728
6
4.233
17.415
17.731
18.207
18.249
6.5
3.907
18.886
19.189
19.724
19.770
7
3.629
20.317
20.665
21.242
21.291
8
3.175
23.220
23.617
24.276
24.332
9
2.822
26.122
26.569
27.311
27.374
10
2.540
29.024
29.521
30.345
30.415
11
2.309
31.927
32.473
33.380
33.457
12
2.117
34.829
35.426
36.414
36.498
13
1.954
37.732
38.378
39.449
39.540
14
1.814
40.634
41.330
42.484
42.518
15
1.693
43.537
44.282
45.518
45.632
16
1.588
46.439
47.234
48.553
48.665
18
1.411
52.244
53.138
54.622
54.748
20
1.270
58.049
59.043
60.691
60.831
22
1.155
63.854
64.947
66.760
66.914
25
1.016
72.561
73.803
75.864
76.038
28
0.907
81.278
82.660
84.968
85.162
30
0.847
87.070
88.564
91.040
91.250
33
0.770
95.787
97.419
100.140
100.371
36
0.651
104.487
106.278
109.242
109.494
40
0.635
116.098
118.086
121.380
121.660
45
0.564
130.610
132.850
136.550
136.870
50
0.508
145.120
147.610
151.73
152.080
思考题：
齿轮的那些误差会影响到本实验的测量精度？
即测量方式
一．测量误差。
我们测的时候测得方式不正确会有一定的误差，不是很正确。
测量仪器本来自身有误差。
二．齿轮本身的误差。
齿轮经过磨损等自身有误差存在。
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