Контроль зубчатого колеса: шаг, биение, плавность и пятно контакта

Почему одного диаметра и шага недостаточно

Функция цилиндрической зубчатой передачи зависит от точности боковых поверхностей зубьев, положения венца относительно базовой оси, параметров зацепления, монтажа и распределения контакта. Правильный делительный диаметр не гарантирует требуемых отклонений профиля, шага или линии зуба. Геометрическое измерение отдельного колеса и испытание собранной пары решают разные диагностические задачи.

Показатели по направлениям отклонений

Отклонения шага оценивают неравномерность окружного положения зубьев; отклонения профиля характеризуют форму эвольвентной линии; отклонения направления зуба характеризуют геометрию вдоль ширины венца. ISO 1328-1:2013 устанавливает термины, классы и значения допусков именно для боковых поверхностей зубьев цилиндрических эвольвентных колёс. Не следует объявлять его нормативом для полного пятна контакта собранной передачи или шероховатости.

Геометрический расчёт параметров колеса

Для прямозубого колеса без дополнительных коррекций с модулем m=2 мм и числом зубьев z=30 делительный диаметр d=mz=60 мм, а окружной шаг p=πm≈6,2832 мм. Если в учебных измерениях соседние интервалы дали 6,280; 6,289; 6,282 мм, размах этих трёх значений составляет 0,009 мм. Это лишь локальная описательная статистика, а не нормативное накопленное отклонение шага Fp.

Биение и опорные базы

Радиальное биение венца связано с эксцентриситетом, изготовлением зубьев и установкой на оправку. При изменении показаний индикатора от −0,015 до +0,025 мм полный индикаторный размах равен 0,040 мм, но без указания щупа, схемы контакта и базы нельзя заменить этим результатом любую нормируемую характеристику зубчатого колеса. Упругость крепления и ошибка оправки могут входить в измерение.

Пятно контакта и плавность работы

Пятно контакта проверяют на собранной передаче в заданном режиме нанесения контрольного состава и проворачивания; его рисунок зависит от нагрузки, перекоса осей и коррекции профиля. Плавность и шум оценивают с учётом точности профиля, шага, монтажных ошибок и вибраций. Хорошее пятно контакта не доказывает соблюдения всех индивидуальных допусков колеса.

Порядок метрологической проверки

Нужно проверить базовое отверстие, посадку на оправке, геометрию зубчатого венца, результаты профильного измерения и требования чертежа. При несоответствии не стоит сразу корректировать модуль или толщину зуба: сначала исключают ошибки крепления, эксцентриситет и осевые перекосы.

Сводная таблица

Таблицу можно прокручивать по горизонтали →

Нормативные и профильные источники

• ISO 1328-1:2013 — допуски боковых поверхностей зубьев