Контроль зубчатых колес и передач

Методы контроля зубчатых колес и передач. Существуют дифференциальные и комплексные методы контроля.

К дифференциальным показателям относятся: смещение исходного контура, толщина зуба, длина общей нормали, окружные и основные шаги, радиальное биение, погрешность профиля. Причем последние два показателя носят характер непрерывно изменяющихся величин на заданном угле поворота зубчатого колеса в отличие от остальных, для которых характерны дискретные значения для отдельных контролируемых участков (зуба, шага, группы зубьев).

К комплексным показателям относятся кинематическая погрешность (наибольшая и местная) и измерительное межосевое расстояние. Комплексные показатели характеризуют точность зубчатого колеса и передач в условиях более близких к эксплуатационным, чем дифференциальные показатели. Комплексный контроль обычно основывается на применении измерительных колес (ГОСТ 6512-74, ГОСТ 10378-81), выполняемых по 3, 4, 5 -й степеням точности, которые должны на 2-3 степени превышать точность изготовления контролируемых колес.

Приборы для контроля цилиндрических зубчатых колес стандартизированы и бывают двух типов:

· станковые приборы (СЦ);

· накладные приборы (НЦ).

Погрешности шага измеряют шагометром, переходя от одного зуба к другому, определяют разность между соседними окружными шагами и накопленную погрешность шага.

Определение накопленной погрешности шага осуществляют с помощью угломерного прибора с применением оптической делительной головки.

За накопленную погрешность шага принимают размах величин тангенциальных отклонений или угловых отклонений, переведенных в линейные величины.

Накопленную погрешность шага измеряют еще на приборах для поэлементного измерения зубчатых колес и на полуавтоматическом специальном приборе, основанном на сравнении дуговых расстоянии между одноименными профилями, находящимися номинально в диаметрально противоположных положениях (разделенных дугой 180⁰).

Кинематическую погрешность (F v и fv) контролируют на приборах, предназначенных для определения погрешности угла поворота зубчатого колеса при непрерывном однопрофильном зацеплении с измерительным колесом и для воспроизведения этого зацепления, а также для контроля погрешности обката (Fc).

Погрешность обката проверяют на кинематомерах, основанных на механическом, электрическом и фотоэлектрическом принципах. Выполняет измерения, регистрацию, гармонический анализ текущего рассогласования углов поворота ведущего и ведомого зубчатых колес, установленных на номинальном межосевом расстоянии по отношению друг к другу.

В современных моделях рассогласование измеряют с помощью различных электрических и фотоэлектрических датчиков угла поворота, преобразующих рассогласование в электрические сигналы, смещение которых по фазам измеряют фазометрами.

Радиальное биение контролируют на биениемере (ГОСТ 8137-81). Контролируемое колесо устанавливают в центрах и в одну из впадин вводят измерительный наконечник тангенциальной формы, а в случае контроля колеса с внутренним зацеплением – шариковый или роликовый наконечник. Отводя наконечник, поворачивая колесо, и вставляя его в соседнюю впадину, делают отсчет радиальных отклонений по стрелочному прибору. За радиальное биение принимают размах отклонений за оборот колеса. Биениемеры выпускают классов точности А, АВ, В с пределами допускаемых погрешностей от 1,5 до 20 мкм в зависимости от класса точности и величины нормированного участка.

Наработка до первого отказа с вероятностью 0,9 должна быть не менее 30 - 50∙10⁴ двойных ходов измерительного наконечника.

Шагомер для шага зацепления (ГОСТ 3883-81) предназначен для контроля соблюдения предельного отклонения (f_PB) – шага зацепления. Шагомер накладывают на контрольную шестерню так, чтобы передние рабочие поверхности двух наконечников касались одноименных профилей соседних зубьев колеса. Причем один из наконечников находится вблизи средней части зуба. При этом положении шагомера регулируемый третий наконечник устанавливают так, чтобы он упирался в противоположный профиль третьего зуба и закрепляют его. В этом же положении стрелка индикатора будет показывать отклонение данного шага от его номинального значения.

Эвольвентомеры предназначены для контроля соблюдения допуска на погрешность профиля (f_f). Их действие основано на методе обката, они делятся на эвольвентомеры с индивидуальными дисками и универсальные эвольвентомеры.

Эвольвентомеры имеют пределы измерения по модулю от 0,7 до 10 мм, по наружному диаметру – до 300 мм, по длине валковых колес – до 350 мм и по углу развернутости – до 80⁰. Цена деления индикатора составляет 2 мкм, а предельная погрешность измерений – 3 мкм.

Полноту контакта зубьев колес оценивают по пятну контакта, остающемуся на зубьях одного из колес после вращения с легким торможением собранной передачи. Пятно выражается в процентах к полной длине зуба, причем за его длину принимают расстояние между крайними точками за вычетом разрывов, превосходящих величину модуля. Высоту пятна оценивают в процентах к рабочей высоте зуба.

Автоматизация контроля зубчатого колеса при последующем активном контроле еще недостаточно развита. В автоматических линиях по производству зубчатых колес используют автоматы для комплексного двухпрофильного контроля, позволяющие контролировать показатели измерительного межосевого расстояния.

Активный контроль зубчатых колес в процессе обработки применяется лишь на отдельных операциях для контроля осевого шага косозубых цилиндрических колес в процессе шевингования, для контроля положения исходного контура в процессе зубофрезерования.