[其他]齿轮原理与综合测量演示仪

说明书

本实用新型是一种特别适用于渐开线平面啮合、圆柱齿轮传动原理及其综合测量的演示装置，一种直观教具。

“展成法”是渐开线啮合、圆柱齿轮生产的主要方法，应用十分普遍，但在教学及各类技术培训（包括宣贯齿轮标准）中，为讲解齿轮传动原理、误差的形成及其测量时，多采用挂图、配以进行一些几何运算由于齿轮传动及其加工制造是一对轮齿在运动过程中的相互作用，空间位置在不断变化且影响因素很多，概念比较抽象，难于理解、掌握；一般教具多为单一功能的简易型，缺少适当的直观教具，在一定程度上影响教学质量和宣讲效果。

本实用新型的任务是研制一种直观的齿轮演示教具，既能演示出齿轮展成法原理，又能演示齿轮误差的产生过程及其综合测量的原理。

齿轮原理及其综合测量演示仪，由底盘（1）、直尺（2）、齿条（3）、圆盘（4）、工作台（5）、传动件（6）及测量器等所组成。这是根据展成加工原理，以直尺边代表基准齿条的齿形中线，以圆盘边沿的圆代表齿轮分度圆，直尺与圆盘相切，同安装于底盘上，直尺通过传动件带动圆盘，使圆盘沿直尺边作相对滚动，实现渐开线啮合传动；测量用于检测齿轮误差，演示其他原理时，它可整体卸下。直尺在底盘固定位置上可作直线滑动，齿条齿形中线与直尺边重合、安装于直尺上。齿条模拟刀具，直尺带齿条滑动模拟走刀运动。圆盘与直尺边相切、以圆心为轴安装于底盘上，直尺通过传动件与圆盘连接并可带圆盘同步运动。即可将直尺的移动转化为圆盘的同步转动。传动件可以用链条、带索类或其他传动器件。工作台与圆盘同轴安装，两者均可相对底盘转动。测量器的触感件轴线位于啮合线上并与被测的齿轮一侧齿面法线方向一致、与底盘呈可拆卸连接。底盘、直尺上有相互配合的直形滑道，直尺上与直尺边平行的轴心线上有可转动的偏心轮（7）、（8）、（9）。基准齿条上有与直尺偏心轮位置相对应的孔及与同侧齿面平行的齿形槽（10）。齿形槽用于测量时供测头在槽中滑动，以产生基准信号。圆盘上有可转动的偏心轮（11），工作台上有与圆盘偏心轮位置相对应的孔。在演示展成法原理时，齿条与直尺作同步直线运动。工作台与节圆盘同步转动，以图纸代表工件固定于工作台面上，用手推动直尺作为走刀运动，工件相应转动，每推进一段小距离，用笔沿齿条齿形轮廓在纸上画出相应迹线，模拟切齿，这样连续动作在工件上形成的包络线即为工件齿轮齿圈。过节点（直尺与圆盘的切点）仪器可设置两条直线（17），以示左、右啮合线，通过啮合线上的点在工件上的轨迹即可讲解渐开线的形成原理及有关基圆、压力角、分度圆等一系列概念。直尺，圆盘上的偏心轮及齿条，工作台上相对应的孔为误差发生装置。转动不同的偏心轮便可分别演示齿条刀具的径向跳动或轴向窜动或工件的角度位移。当用传动带将圆盘上的偏心轮与工作台转轴连接后，则可切（画）出有误差的齿形。由于上述误差的产生都将导致瞬时传动误差，依此便可演示讲解节圆不圆、节线不直、节点移动等原理。反映在工件上是齿圈偏离理论位置，从而产生啮合线增量，这一点在本仪器上可得到形象地演示。测量器是由触感部件（12）、测头（13）、传感部件（14）、记录部件（15）和固定座（16）等所组成，触感部件在测头内可移动，并通过传感部件与记录部件连接，记录部件与触感部件同步运动，测头可沿齿条上的齿形槽滑动。这是利用在动态测量中将有误差的齿廓与标准齿形相比较，将其误差连续地记录下来画成曲线。即触感部件直接与被检测齿轮的轮齿表面接触，齿廓误差通过触感部件，传感部件传动记录部件被描绘下来。

本演示仪的主要优点及效果在于：一、它将复杂的空间结构关系简化为一平面传动机构，加工、测量融为一体，构造简单，符合啮合传动厚理，将有关的抽象概念显示为逼真的形象，非常直观，一目了然二、它可演示出渐开线齿轮的加工原理、误差产生过程和综合测量原理能画出全误差测量曲线，具体它可演示：1.切向综合误差，2.切向一齿综合误差，3.周节累积误差，4.周节偏差，5.齿形误差，6.基节偏差。具有多种功能，有利于教学，提高效果。三、本仪器为手动，不消耗能源。

附图1齿轮演示仪折去测量器时切齿工作示意图。

附图2齿轮演示仪综合测量示意图。

作为实施例，见附图1、2，它采用原始齿形角20°、m＝20的基准齿条（3），装在直尺（2）上，基准齿条上有三个长形方孔，与直尺上的三个偏心轮（7）、（8）、（9）相配合，转动偏心轮（7）、（8）时，可使齿条在直尺上上、下移动，以演示齿条刀具的径向跳动，转动偏心轮（9）可使齿条左、右移动，以演示刀具的轴向窜动，从而产生小周期切向误差。转动圆盘（4）上的偏心轮（11），则工作台与圆盘有相对角度位移，产生大周期切向误差。为减小体积，圆盘做成扇形。底盘（1）、直尺（2）、齿条（3）、圆盘（4）、工作台（5）、及测量器均为片状构件。传动件（6）采用两根柔性绳索，交叉过直尺与圆盘的切点，即啮合节点，一端与直尺连接，另一端与圆盘连接，实现将直尺的移动转化为圆盘的同步转动。测量时，将基准齿条翻转180°安装在底盘上，测头（13）上有镶入基准齿条齿形槽（10）中的突块可使测头沿齿形槽滑动，形成标准信号。触感部件（12）是一针形测杆。传感部件（14）是一有外套（18）的软轴，（14）能在（18）中自由移动，软轴一端与针形测杆连接，另一端与记录笔（15）相连。外套一端与测头固定，另一端与记录笔安装架（19）固定。