一种对称结构的齿轮范成仪

本发明涉及一种范成仪，具体涉及一种对称结构的齿轮范成仪。

背景技术：

1、齿轮范成仪是演示范成法制造渐开线齿轮原理的教具。学生通过齿轮范成实验可以更加直观、具体地了解渐开线齿轮齿廓的加工过程，同时更好地理解齿轮产生根切的原因及用变位修正来避免根切的方法。

2、但是，现有的齿轮范成仪存在一些问题。例如公告号为cn 204740794 u的中国实用新型专利，利用摩擦传动实现刀具和被切齿轮的相对运动，但该结构在使用一段时间后，纯滚动不能得到保证，而成为既有滚动又有滑动的状态，易造成齿轮渐开线齿廓曲线的失真。其他范成仪中，如现有由托盘、底座、齿条刀具以及滑架组成的范成仪，只能绘出部分齿轮齿廓线，不够形象且不能直观地表现出范成法加工齿轮的基本原理，需要反复调整实验中圆形纸的位置，误差较大；而由齿轮机构、凸轮机构等大型齿轮范成仪，组成相对复杂，操作不易，成本较高。

3、因而，为更方便又准确的演示，需要提出一种结构简单并可长期使用的范成仪。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种对称结构的齿轮范成仪，以解决现有技术中齿轮范成仪刀具和被切齿轮摩擦传动误差大、只能绘制部分齿廓线、齿轮参数适用范围小等缺陷，实现了同时绘画全齿廓线，提高实验效率，并可通过更换齿轮圆盘实现不同范围齿轮轮廓线的绘制。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种对称结构的齿轮范成仪，包括底座、支座、螺杆、圆盘齿轮、齿条和刀具；

4、所述的圆盘齿轮于圆心处通过转轴连接底座中心，转轴顶端端面中心设有用于定位齿轮纸坯于圆盘齿轮上的圆针；

5、所述的支座对称于圆盘齿轮设置一对，支座滑动设置于底座上；

6、所述的螺杆依次穿过支座设置，且螺杆与支座螺纹连接，旋转螺杆使支座相向或相背滑动；

7、所述的齿条设有一对，分别滑动设置于支座上，齿条的齿与圆盘齿轮的齿为啮合结构；

8、所述的刀具设有一对，分别设置于齿条上。

9、优选地，所述的螺杆一端连接有手柄。

10、优选地，所述的底座开设有穿过螺杆的开孔，限制螺杆移动。

11、优选地，所述的圆盘齿轮与转轴之间通过单向轴承限制旋转方向。

12、优选地，所述的转轴的顶端连接有压板，所述的压板将齿轮纸坯压紧于圆盘齿轮上。

13、优选地，所述的压板与所述的圆盘齿轮上对应设置若干固定孔。

14、优选地，所述的支座上设有垂直于螺杆的凹槽，所述的齿条设有凸块，凸块滑动设置于凹槽内。

15、优选地，所述的支座沿齿条滑动方向设有刻度。

16、优选地，所述的齿条上设有螺柱，所述的刀具上设有平行于螺杆的滑槽，将螺柱穿过滑槽并调整刀具的位置后通过压紧螺母将刀具锁紧于齿条上。

17、优选地，所述的齿条沿刀具滑动方向设有刻度。

18、本发明的工作原理为：

19、根据目标标准齿轮参数，选择对应合适尺寸的刀具和圆盘齿轮并对应安装于齿条和底座上，计算并在图纸上画出分度圆、齿根圆、齿顶圆及正变位齿轮的齿顶圆直径等参数，剪下多余纸张，得到齿轮纸坯，通过圆针定位齿轮纸坯于圆盘齿轮上。

20、先将齿条推到一端的极限位置，并转动螺杆使两侧的支座和齿条同时向中间的圆盘齿轮移动并完成齿条与圆盘齿轮的啮合，调节刀具中线，使其与被加工齿轮的分度圆相切。在齿轮纸坯上描出刀具的齿形(相当于刀具在此位置切削一次留下的刀痕)，再将齿条回推很小一段距离(约2mm)，此时圆盘齿轮上的齿轮纸坯随之转过一定的角度，再次描出刀具轮廓，重复回推-描边的步骤。

21、如果齿数和模数在符合的范围内，可完成全齿廓的绘制；如果超出范围则需要更换合适的圆盘齿轮或重复至仅绘制出2-3个完整的轮齿。

22、取下齿轮纸坯，并标注基圆、分度圆、齿顶圆及其直径。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

24、1、本发明同过螺杆同步移动两侧的齿条与圆盘齿轮啮合，实现同步转动，可以于圆盘齿轮两侧同时进行轮廓线的绘制，观察渐开线齿轮产生根切现象，提高实验效率，实现全齿轮廓线和绘制。并且，齿条与圆盘齿轮完全啮合可保证运动期间仅有纯滚动，克服了现有技术中存在的问题。

25、2、本发明的刀具可以在齿条上前后移动，完成变位齿轮轮廓线的绘制和规律的研究。

26、3、本发明圆盘齿轮可以在保证模数不变的情况下，根据所要绘制的标准齿轮参数更换齿数，改变中心距，进而实现更大范围的标准齿轮轮廓线的绘制。

技术特征：

1.一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，包括底座(1)、支座(2)、螺杆(4)、圆盘齿轮(6)、齿条(8)和刀具(9)；

2.根据权利要求1所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的螺杆(4)一端连接有手柄(3)。

3.根据权利要求1所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的底座(1)开设有穿过螺杆(4)的开孔，限制螺杆(4)移动。

4.根据权利要求1所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的圆盘齿轮(6)与转轴之间通过单向轴承(10)限制旋转方向。

5.根据权利要求1所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的转轴的顶端连接有压板(7)，所述的压板(7)将齿轮纸坯压紧于圆盘齿轮(6)上。

6.根据权利要求5所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的压板(7)与所述的圆盘齿轮(6)上对应设置若干固定孔(11)。

7.根据权利要求1所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的支座(2)上设有垂直于螺杆(4)的凹槽，所述的齿条(8)设有凸块，凸块滑动设置于凹槽内。

8.根据权利要求7所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的支座(2)沿齿条(8)滑动方向设有刻度。

9.根据权利要求1所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的齿条(8)上设有螺柱，所述的刀具(9)上设有平行于螺杆(4)的滑槽，将螺柱穿过滑槽并调整刀具(9)的位置后通过压紧螺母(5)将刀具(9)锁紧于齿条(8)上。

10.根据权利要求9所述的一种对称结构的齿轮范成仪，其特征在于，所述的齿条(8)沿刀具(9)滑动方向设有刻度。

技术总结
本发明涉及一种范成仪，具体涉及一种对称结构的齿轮范成仪，包括底座、支座、螺杆、圆盘齿轮、齿条和刀具；圆盘齿轮于圆心处通过转轴连接底座中心，转轴顶端端面中心设有用于定位齿轮纸坯于圆盘齿轮上的圆针；支座对称于圆盘齿轮设置一对，支座滑动设置于底座上；螺杆依次穿过支座设置，且螺杆与支座螺纹连接，旋转螺杆使支座相向或相背滑动；齿条设有一对，分别滑动设置于支座上，齿条的齿与圆盘齿轮的齿为啮合结构；刀具设有一对，分别设置于齿条上。与现有技术相比，本发明解决现有技术中齿轮范成仪刀具和被切齿轮摩擦传动误差大、只能绘制部分齿廓线、齿轮参数适用范围小等缺陷。

技术研发人员：李梦如,颜心茹,陈哲
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14