一种渐开线范成仪的制作方法

本实用新型涉及一种教学用实验仪器，尤其是涉及一种渐开线范成仪。

背景技术：

渐开线齿轮的范成原理实验是机械工程及相关专业的必修实验。渐开线范成仪是该实验的必备装置。

范成法（亦称包络法或展成法），是齿轮加工中最常用的一种方法。它是利用一对齿轮啮合传动时，两轮的齿廓曲线互为包络线的原理来加工齿廓的。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯。刀具具有齿轮或齿条形状，它与被切削的轮坯的相对运动如同一对齿轮（或齿轮和齿条）的相对运动。刀具在各个位置的包络线就是齿轮的齿廓。渐开线齿轮的范成原理实验的目的是通过齿轮范成仪来实现轮坯与刀具相对运动的过程，用铅笔将刀刃的各个位置所形成的包络线迹描绘在图纸做成的毛坯上，以此来表达齿轮轮齿的形成的过程。

实验时，当装好图纸并按切制要求调整好齿条刀具与齿坯的相对位置后，拧紧刀具上的小螺母及滚动圆盘上的大螺母。绘制齿廓时，先将齿条刀具推至最左（或最右）位置，然后慢慢向右（或左）推动，通过范成仪上一对齿轮齿条的啮合传动，带动实验用的纸坯转动，用铅笔沿齿条刀具的刃口在图纸上绘出齿条齿形。继续移动齿条，用铅笔在纸坯上绘制线条……，如此重复n次，形成包络线轮廓即齿廓，直至绘制出完整的2~3个齿形（如图3所示）。当需要进行正变位齿轮轮廓绘制时，调整上面齿条距离齿坯中心的距离，然后再重复上述绘图过程。

实际操作时，需要经常安装和拆卸纸坯，拧下滚动圆盘上的大螺母及压板，容易使压纸机构磨损。实验者需要重复用铅笔沿齿条轮廓绘制n个线条，因铅笔笔芯有一定的宽度，且距离齿条轮廓有一定的距离，使绘制的包络线线条轮廓不光滑。同时，由于铅笔绘制的线条很多，难免会使纸坯面变脏。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为解决现有的渐开线范成仪绘制的包络线线条轮廓不光滑，同时由于铅笔绘制的线条很多，难免会使纸坯面变脏的问题。提供一种渐开线范成仪，该方案在安装调整纸坯时，装拆方便，不易磨损。实验过程不需要用铅笔绘制齿条轮廓，保证轮齿轮廓准确、清晰、光滑。操作简单便捷，纸面整洁。

本实用新型为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种渐开线范成仪，包括基座，转动设置在基座上的齿轮盘，基座上还滑动设置有一个与齿轮盘啮合的导轨式齿条，齿轮盘远离基座的表面上铺设有纸坯，纸坯通过内嵌于基座中的下磁铁和压设在纸坯上的上磁铁固定在齿轮盘上，还包括一个根据实验参数确定齿形的印章式齿条结构，印章式齿条结构包括印章式齿条，印章式齿条上的齿自齿顶至齿根整体向外延伸一部分形成一个与齿形状完全相同的凸台，凸台上覆盖有形状与凸台形状匹配的橡胶垫，印章式齿条的齿内部开设有用于存储印油的印油腔，印油腔内印油与橡胶垫通过开设在凸台上的通孔连通以便于印油渗透进入橡胶垫中，印章式齿条上还滑动穿设有螺柱，螺柱自印章式齿条其中一侧贯穿印章式齿条并从设置有凸台的一侧穿出，螺柱穿出印章式齿条的一端拧进导轨式齿条内以便于印章式齿条随着导轨式齿条一起移动，导轨式齿条和印章式齿条之间夹设有限制两者自由贴合的弹簧，印章式齿条中至少一个凸台在基座上的投影落在纸坯上，通过按压印章式齿条，使得凸台与纸坯接触，形成齿的轮廓，随后在弹簧的作用力下，印章式齿条复位。

所述的齿轮盘为一个加工有半圈齿的圆盘形结构。

所述的印油腔上连接有印油加入口，印油加入口上盖设有印章盖。

所述的基座上开设有燕尾槽，导轨式齿条滑动设置在燕尾槽内。

所述的弹簧套设在螺柱上。

所述的纸坯形状与齿轮盘形状相同。

所述的上磁铁和下磁铁均为圆柱体状结构，且上磁铁和下磁铁的中心线均与齿轮盘的中心线重合。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的渐开线范成仪，用两磁铁将纸坯压在半圆齿轮上，移动导轨式齿条一定距离，按下印章，完成一次压印；再移动导轨式齿条，按下印章……。重复多次，直至完成2~3个完整的齿廓。

2、本实用新型提供的渐开线范成仪压纸机构为磁铁式，操作方便快捷且不易磨损。

3、本实用新型采用印章式齿条机构，用按压印章的动作代替手工铅笔绘制的动作，印制的齿条轮廓清晰、准确、光滑，无铅污染且方便快捷。

4、本实用新型提供的渐开线范成仪，使用方便，能高效便捷实现齿轮包络线形成原理。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型中图1的侧视图。

图3为本渐开线齿廓示意图。

图示标记：1、印章式齿条结构，101、螺柱，102、印章盖，103、印油腔，104、印章式齿条，105、弹簧，106、橡胶垫，2、齿轮齿条传动机构，201、导轨式齿条，202、齿轮盘，3、基座，4、纸坯，5、压紧机构，501、上磁铁，502、下磁铁。

具体实施方式

图中所示，具体实施方式如下：

首先根据实验的要求，以齿条参数如下为例确定印章式齿条，具体参数为：m=20，α=20°，h^★=1，C^★=0.25，被切齿轮的齿数为Z=8。

一种渐开线范成仪，包括基座3，转动设置在基座3上的齿轮盘202，所述的齿轮盘202为一个加工有半圈齿的圆盘形结构。基座3上还滑动设置有一个与齿轮盘202啮合的导轨式齿条201，导轨式齿条201和齿轮盘202配合形成齿轮齿条传动机构2，基座3上开设有燕尾槽301，导轨式齿条201滑动设置在燕尾槽301内。水平移动导轨式齿条，带动齿轮盘转动及其上纸坯转动一定角度，齿轮盘202远离基座3的表面上铺设有纸坯4，纸坯4形状与齿轮盘202形状相同，纸坯4通过内嵌于基座3中的下磁铁502和压设在纸坯上的上磁铁501固定在齿轮盘202上，两磁铁互相吸紧，将纸坯2压在半圆齿轮6的上端面，实现纸坯的固定，上磁铁501和下磁铁502相互配合通过两者之间的磁性作用力形成压紧机构5，所述的上磁铁501和下磁铁502均为圆柱体状结构，且上磁铁501和下磁铁502的中心线均与齿轮盘202的中心线重合，还包括一个根据实验参数确定齿形的印章式齿条结构1，印章式齿条结构1包括印章式齿条104，印章式齿条104上的齿自齿顶至齿根整体向外延伸一部分形成一个与齿形状完全相同的凸台，凸台上覆盖有形状与凸台形状匹配的橡胶垫，印章式齿条的齿内部开设有用于存储印油的印油腔103，印油腔103内印油与橡胶垫106通过开设在凸台上的通孔连通以便于印油渗透进入橡胶106中，所述的印油腔103上连接有印油加入口，印油加入口上盖设有印章盖102。印章式齿条上还滑动穿设有螺柱101，螺柱101自印章式齿条104其中一侧贯穿印章式齿条104并从设置有凸台的一侧穿出，螺柱101穿出印章式齿条的一端拧进导轨式齿条201内以便于印章式齿条104随着导轨式齿条201一起移动，导轨式齿条201和印章式齿条104之间夹设有限制两者自由贴合的弹簧105，弹簧105套设在螺柱101上，印章式齿条104中至少有一个凸台在基座3上的投影落在纸坯4上，通过按压印章式齿条104使得凸台与纸坯4接触形成齿的轮廓随后在弹簧105的作用力下使得印章式齿条104复位从而获得齿的轮廓达到实验的目的。

水平移动导轨式齿条，带动齿轮盘转动及其上纸坯转动一定角度，然后向下按压印章式齿条至纸坯上时，印油在压力作用下，通过橡胶垫上的微孔渗出，在纸坯上形成印迹。松开时，印章式齿条在弹簧弹力作用下离开纸坯。

本实用新型所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本实用新型所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本实用新型所保护的范围内。