15齒厚的檢驗(yàn)
齒厚的檢驗(yàn)包括齒厚偏差ΔEs、公法線平均長(zhǎng)度偏差ΔEwm、基本齒廊位移ΔEH、量柱測(cè)量距(M值)偏差ΔEM和雙嚙中心距偏差 的檢驗(yàn)。
15.1測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器
齒厚的測(cè)量方法有直接法和間接法。間接法又可分為四種:公法線平均長(zhǎng)度偏差的測(cè)量、基本齒廓位移的測(cè)量、量柱測(cè)量距(M值)偏差的測(cè)量和雙嚙中心中工偏差的測(cè)量。
直接法的測(cè)量?jī)x器有齒厚游標(biāo)卡尺、光學(xué)測(cè)齒卡尺等。也可在萬(wàn)能工具顯微鏡等儀器上測(cè)量。
公法線平均長(zhǎng)度偏差的測(cè)量?jī)x器有公法線千分尺等。也可用游標(biāo)卡尺、萬(wàn)能工具顯微鏡等儀器測(cè)量。
基本齒廓位移的測(cè)量?jī)x器有正切齒厚規(guī)等。
量柱測(cè)量距(M值)偏差的測(cè)量?jī)x器一般用變通千分尺和標(biāo)準(zhǔn)圓柱組合使用。
雙嚙中心距偏差的測(cè)量?jī)x器有雙面嚙合檢查儀等。
15.1.1齒厚偏差的測(cè)量原理參見(jiàn)圖31。
圖31齒厚偏差測(cè)量原理。
以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)一(一般用齒輪外圓代替),測(cè)量齒輪分度圓柱上同一齒左右齒面之間的弧長(zhǎng)或弦長(zhǎng),實(shí)測(cè)值與公稱值之差即為齒厚偏差。各齒中最大齒厚與公稱齒厚之差為齒厚上偏差ΔESS,最小齒厚與公稱齒厚之差為齒厚下偏差ΔEsi。
15.1.2公法線平均長(zhǎng)度偏差的測(cè)量原理
公法線平均長(zhǎng)度偏差的測(cè)量原理基本和8.1.1一樣,但公法線長(zhǎng)度必須測(cè)出絕對(duì)長(zhǎng)度,按各齒公法線實(shí)測(cè)長(zhǎng)度,通過(guò)計(jì)算求得平均值,此平均值和公稱值之差即為ΔEwm。
由于公法線測(cè)量不以齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn),它不反蚋齒輪徑向偏心誤差對(duì)齒厚偏差的影響(但齒厚偏差包括徑向偏心誤差的影響)。因此用公法線平均長(zhǎng)度偏差來(lái)代替齒厚偏差時(shí),除了應(yīng)按齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)壓縮齒厚偏差的公差處,還應(yīng)保證齒圈徑向跳動(dòng)在公差范圍內(nèi)。
15.1.3基本齒廓位移的測(cè)量原理
基本齒廓位移測(cè)量原理參見(jiàn)圖32。以被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)(一般用齒輪外圓代替),測(cè)量被測(cè)齒輪齒體或齒槽固定弦相對(duì)于回轉(zhuǎn)軸線的徑向距離。實(shí)際距離與公稱距離之差即為基本齒廓位移。其最大距離與公稱距離這差為基本齒廓位移上偏差ΔEHs,最小距離與公稱距離之差為基本齒廓位移下偏差ΔEHi。
圖32基本齒廓位移測(cè)量原理圖
基本齒廓位移的測(cè)量實(shí)際上也就是測(cè)量固定弦齒偏差在齒輪徑向的反映值。
15.1.4量柱測(cè)量偏差的測(cè)量原理參見(jiàn)圖33。
圖33量柱測(cè)量距偏差測(cè)量原理
量柱測(cè)量距偏差的測(cè)量不需以齒輪回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn),而是將兩個(gè)與左右齒面高中部接觸的精密圓柱(或圓球)放于被測(cè)齒輪沿圓周相隔180°(偶數(shù)齒)或(1-1/Z)180°(奇數(shù)齒)的兩個(gè)齒槽內(nèi)。用千分尺或其它通用長(zhǎng)度量?jī)x測(cè)量?jī)蓤A柱外尺寸(內(nèi)齒輪為內(nèi)尺寸)之間的距離,即量柱測(cè)量距的M值。實(shí)測(cè)M值的平均值與公稱M值之差為量柱測(cè)量距偏差,其最大差值即為ΔEM。
由于量柱測(cè)量距偏差不反映齒輪徑向偏心誤差的影響(但齒厚偏差包括齒輪徑向偏心誤差的影響),除了應(yīng)按齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定壓縮齒厚偏差的公差外,還應(yīng)保證齒圈徑向跳動(dòng)在公差范圍內(nèi)。
15.1.5雙嚙中心距偏差的測(cè)量原理
雙嚙中心距偏差的測(cè)量原理和5.1.1基本一樣,但測(cè)量前應(yīng)按雙嚙中心距的公稱值α″,用量塊或其它標(biāo)準(zhǔn)量具將儀器對(duì)零(指示表對(duì)零或在記錄紙上畫(huà)一條零線),測(cè)得的實(shí)際中心距與公稱中心距之差即為雙嚙中心距偏差。被測(cè)齒輪一轉(zhuǎn)中最大中心距與公稱中心距之差為雙嚙中心距上偏差△Eai″。
15.2測(cè)量
15.2.1齒厚偏差的測(cè)量
15.2.1.1測(cè)量?jī)x器的檢定
儀器應(yīng)按檢定規(guī)程或其它有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行檢定,經(jīng)法定部門檢定合格后方準(zhǔn)使用。
15.2.1.2測(cè)量基準(zhǔn)有確定
應(yīng)選擇被測(cè)齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn)。由測(cè)量時(shí)的定位誤差造成的被測(cè)齒輪的徑向跳動(dòng)不大于齒圈徑向跳動(dòng)公差的八分之一。當(dāng)以頂圓作測(cè)量基準(zhǔn)時(shí),頂圓直徑即頂圓的徑向跳動(dòng)應(yīng)符合GB10095中附錄B的規(guī)定。
15.2.1.3測(cè)量位置的確定
應(yīng)對(duì)沿圓周均布的至少四個(gè)輪齒進(jìn)行測(cè)量,可在被測(cè)齒輪分度圓上測(cè)量分度圓弧齒厚(或弦齒厚)。也可測(cè)量固定弦齒厚。
對(duì)于斜齒輪應(yīng)在法平面測(cè)量,也允許在端面測(cè)量。
15.2.1.4測(cè)量的不確定度
齒厚偏差測(cè)量的不確定度UEs不應(yīng)大于齒厚極限偏差的五分之一。
當(dāng)不能確定測(cè)量不確定度是否能滿足上述要求時(shí),應(yīng)時(shí)行測(cè)量不確定度的計(jì)算。
UEs(μm)按下式計(jì)算:
式中:δ1——儀器的示值誤差[見(jiàn)附錄A(補(bǔ)充件),也允許按儀器檢定規(guī)程確定],μm;
δ2——測(cè)量圓半徑的定位誤差或外圓定位半徑的定位誤差所引起的測(cè)量誤差,μm;
式中:△r——定位半徑誤差,μm;
Z——被測(cè)齒輪次數(shù)。
15.2.2公法線平均長(zhǎng)度偏差的測(cè)量
15.2.2.1測(cè)量?jī)x器的檢定
儀器應(yīng)按檢定規(guī)程或其它有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行檢定,經(jīng)法定部門檢定合格后方準(zhǔn)使用。
15.2.2.2測(cè)量位置的確定
兩平行量爪應(yīng)跨一定齒數(shù),決定跨齒數(shù)時(shí)應(yīng)保證兩測(cè)量面大約于齒高中部與兩異測(cè)齒面相切。
至少測(cè)量被測(cè)齒輪沿圓周均布的四個(gè)位置的公法線長(zhǎng)度。
15.2.2.3測(cè)量的不確定度
公法線平均長(zhǎng)度偏差測(cè)量的不確定度UEwm不應(yīng)大于公法線平均長(zhǎng)度公差的五分之一。
當(dāng)不能確定測(cè)量不確定度是否能滿足上述要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行測(cè)量不確定度的計(jì)算。
UEwm(μm)按下式計(jì)算:
UEwm=δ1…………………………………………(77)
式中:δ1——儀器的示值誤差[見(jiàn)附錄A(補(bǔ)充件),也允許按儀器檢定規(guī)程確定],μm。
15.2.3基本齒廓位移的測(cè)量
15.2.3.1測(cè)量?jī)x器的檢定
儀器應(yīng)按檢定規(guī)程或其它有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行檢定,經(jīng)法定部門檢定合格后方準(zhǔn)使用。
15.2.3.1測(cè)頭的選擇與調(diào)整
測(cè)頭可以是具有標(biāo)準(zhǔn)基本齒廓的齒槽測(cè)頭,也可以是具用標(biāo)準(zhǔn)基本齒廓的齒本齒頭或具有標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓錐測(cè)頭。
測(cè)頭所具有的標(biāo)準(zhǔn)基本齒廓的模數(shù)和壓力角應(yīng)和被測(cè)齒輪一致。
基本齒廓相對(duì)被測(cè)齒輪回轉(zhuǎn)軸線(或用外圓找替)的理論徑向位置在測(cè)量前應(yīng)先用標(biāo)準(zhǔn)齒輪或標(biāo)準(zhǔn)圓柱或其經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化校準(zhǔn)。
15.2.3.3測(cè)量基準(zhǔn)的確定
見(jiàn)15.2.1.2。
15.2.3.4測(cè)量位置的確定
應(yīng)對(duì)沿圓周均布的至少四個(gè)輪齒進(jìn)行測(cè)量?梢詼y(cè)量齒體固定弦,也可測(cè)量齒槽固定弦。
15.2.3.5測(cè)量的不確定度
基本齒廓位移測(cè)量的不確定度UEH不應(yīng)大于基本齒廓位移公差的五分之一。
當(dāng)不能確定測(cè)量不確定度是否滿足上述要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行測(cè)量不確定度的計(jì)算。
UEH(μm)按下式計(jì)算:
式中:δ1——儀器的示值誤差[見(jiàn)附錄A(補(bǔ)充件),也允許按儀器檢定規(guī)程確定],μm;
δ2——傳感器的示值誤差,μm;
δ3——齒頂圓半徑的定值誤差,μm。
不用齒頂圓定位時(shí),δ3=0
15.2.4量柱測(cè)量距(M距)偏差的測(cè)量
15.2.4.1測(cè)量?jī)x器的檢定
儀器應(yīng)按檢定規(guī)程或其它有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行檢定,經(jīng)法定部門檢定合格后方準(zhǔn)使用。
15.2.4.2測(cè)量圓柱(或圓球)的選擇
測(cè)量圓柱(或圓球)的直徑按被測(cè)齒輪的模數(shù)來(lái)選擇,應(yīng)保證能與被測(cè)齒槽的左右齒面在分度圓附近接觸。
15.2.4.3測(cè)量位置
至少測(cè)量圓周上均布的兩對(duì)齒的M值。
15.2.4.4測(cè)量的不確定度
量柱測(cè)量距偏差測(cè)量的不確定度UEM不應(yīng)大于被測(cè)齒輪量柱測(cè)量距公差的五分之一。
當(dāng)不能確定測(cè)量不確定度是否能滿足上述要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行測(cè)量不確定度的計(jì)算。
UEM(μm)按下式計(jì)算:
式中:δ1——儀器的示值誤差[見(jiàn)附錄A(補(bǔ)充件),也允許按儀器檢定規(guī)程確定],μm;
δ2——測(cè)量圓柱(或圓球)引起的誤差,μm;
式中:△R ——測(cè)量圓柱(或圓球)的半徑誤差,μm;
αpt——圓柱(或圓球)中心點(diǎn)的端面壓力角,(°)。
15.2.5雙嚙中心距偏差的測(cè)量
15.2.5.1測(cè)量?jī)x器的檢定
儀器應(yīng)按檢定規(guī)程或其它有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定進(jìn)行檢定,經(jīng)法定部門檢定合格后方準(zhǔn)使用。
15.2.5.2測(cè)量元件的選擇
測(cè)量元件應(yīng)為測(cè)量齒輪或測(cè)量蝸桿。
測(cè)量元件的法向模數(shù)mn和法向壓力角αn應(yīng)與被測(cè)齒輪一致。
測(cè)量元件齒厚的實(shí)際值應(yīng)標(biāo)注在測(cè)量元件上或?qū)S脵z驗(yàn)單上。
測(cè)量齒輪各齒厚的變動(dòng)量不應(yīng)大于被測(cè)齒輪齒厚公差的八分之一。
15.2.5.3測(cè)量基準(zhǔn)的確定
見(jiàn)附錄B(補(bǔ)充件)。
15.2.5.4測(cè)量位置的確定
應(yīng)在齒高和齒寬中部對(duì)所有齒進(jìn)行測(cè)量。
15.2.5.5測(cè)量的不確定度
雙嚙中心距偏差測(cè)量的不確定度UEa″不應(yīng)大于被測(cè)齒輪雙嚙中心距公差的三分之一。
當(dāng)不能確定測(cè)量的不確定度是否滿足上述要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行測(cè)量不確定度的計(jì)算。
UEa″(μm)按下式計(jì)算:
式中:δ1、δ2、δ3、δ5、δ6見(jiàn)5.2.5.1;
δ4——測(cè)量齒輪齒厚變動(dòng)量ΔSp(μm)引起的測(cè)量誤差,μm;
δ7——公稱中心距調(diào)整誤差,μm。
15.3測(cè)量結(jié)果處理
15.3.1齒厚偏差測(cè)量結(jié)果處理
以在15.2.1.3所規(guī)定的各測(cè)量位置中測(cè)得的最大齒厚偏差和最小齒厚偏差作為測(cè)量結(jié)果。
ΔEss、ΔEsi以被測(cè)齒輪雙側(cè)齒面分度圓螺旋線的法線方向計(jì)值(μm),以其它方向測(cè)量時(shí),應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行換算,見(jiàn)附錄C(補(bǔ)充件)。
15.3.2公法線平均長(zhǎng)度偏差測(cè)量結(jié)果處理
以在15.2.2.2所規(guī)定的各測(cè)量位置中測(cè)得的各個(gè)公法線各個(gè)公法線長(zhǎng)度偏差的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。
ΔEwm以被測(cè)齒面法線方向計(jì)值(μm),以其他方向測(cè)量時(shí),應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行換算,見(jiàn)附錄C(補(bǔ)充件)。
對(duì)公法線平均長(zhǎng)度偏差的測(cè)量結(jié)果ΔEwm,應(yīng)用設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的公法線平均長(zhǎng)度極限偏差ΔEwms、ΔEwmi對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。當(dāng)設(shè)計(jì)圖樣未作規(guī)定時(shí),應(yīng)將圖樣規(guī)定的齒厚極限偏差Ess、Esi按公試(83)、(84)換算為Ewms、Ewmi;也可將測(cè)得的ΔEwm按分式(85)、(86)換算為ΔEss、ΔEsi,用設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的Ess、Esi對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。
將Ess、Esi換算成Ewms,Ewmi的換算式為:
Ewms=Esscosαn-0.72Frsinαn……………………………………(83)
Ewmi= Esicosαn-0.72Frsinαn……………………………………(84)
在使用上述換算式時(shí),應(yīng)保證被測(cè)齒輪的ΔFr在允許公差Fr范圍內(nèi)。
將ΔEwm換算成ΔEss、ΔEsi的換算式為:
若被測(cè)齒輪的ΔFr在允許公差Fr范圍內(nèi),上兩式中的ΔFr可以用0.72Fr代替。
15.3.3基本齒廓位移測(cè)量結(jié)果處理
以在15.2.3.4所規(guī)定的各測(cè)量位置中測(cè)得的最大基本齒廓位移和最小基本齒廓位移作為測(cè)量結(jié)果。
ΔEHs,ΔEHi以被測(cè)齒輪的雙側(cè)齒面徑向計(jì)值(μm),以其它方向測(cè)量時(shí),應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行換算,見(jiàn)附錄C(補(bǔ)充件)。
對(duì)基本齒廓位移的測(cè)量結(jié)果ΔEHs,ΔEHi,應(yīng)用設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的基本齒廓位移極限偏差EHs,EHi對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。當(dāng)設(shè)計(jì)圖樣未作規(guī)定時(shí),應(yīng)將圖樣規(guī)定的齒厚極限偏差Ess、Esi按公試(87)、(88)換算成EHs、EHi;也可以將測(cè)得的ΔEHs,ΔEHi,按公試(89)(90)換算為ΔEss、ΔEsi,用設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的Ess、Esi對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。
將Ess、Esi換算為EHs、EHi換算式為:
將ΔEHs,ΔEHi換算為ΔEss、ΔEsi的換算式為:
ΔEss=2△EHstgαn…………………………………………(89)
ΔEsi=2△EHitgαn…………………………………………(90)
15.3.4量柱測(cè)量距(M值)偏差測(cè)量結(jié)果處理
以在15.2.4.3所規(guī)定的各測(cè)量位置中測(cè)得的各個(gè)M值的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果。
ΔEM以被測(cè)齒輪的雙側(cè)齒面徑向計(jì)值(μm),以其它方向測(cè)量時(shí),應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行換算,見(jiàn)附錄C(補(bǔ)充件)。
對(duì)量柱測(cè)量齒距(M值)偏差的測(cè)量結(jié)果ΔEM應(yīng)用設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的量柱測(cè)量距極限偏差EMs、EMi對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。當(dāng)設(shè)計(jì)圖樣未作規(guī)定時(shí),應(yīng)將圖樣規(guī)定的齒厚極限偏差Ess、Esi按公試(91)、(92),(93),(94)換算為EMs、EMi;也可以將測(cè)得的ΔEM按公試(95),(96)(97),(98)換算為ΔEss、ΔEsi,用Ess、Esi對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。
將Ess、Esi換算成EMs、EMi的換算式為:
被子測(cè)齒輪炎偶數(shù)齒時(shí)
被測(cè)齒輪為奇數(shù)齒時(shí)
在使用上述換算式時(shí),應(yīng)保證被測(cè)齒輪的ΔFr在允許公差Fr范圍內(nèi)。
將ΔEM換算成ΔEss、ΔEsi換算式為:
被測(cè)齒輪為偶數(shù)齒時(shí)
被測(cè)齒輪為奇數(shù)齒時(shí)
若被測(cè)齒輪的ΔFr在允許公差Fr范圍內(nèi),ΔFr可以用0.72Fr代替。
15.3.5雙嚙中心距偏差
以在15.2.5.4所規(guī)定的各測(cè)量位置中測(cè)得的雙嚙中心距最大時(shí)的中心距偏差作為上偏差ΔEas″,雙嚙中心距最小時(shí)的中心距偏差作為下偏差ΔEai″。
ΔEas″、ΔEai″應(yīng)在被測(cè)齒輪雙側(cè)齒面的徑向計(jì)值(μm),以其它方向測(cè)量時(shí),應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行換算,見(jiàn)附錄C(補(bǔ)充件)。
對(duì)雙嚙中心距偏差測(cè)量結(jié)果ΔEas″,ΔEai″應(yīng)用設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定的雙嚙中心距極限偏差Eas″,Eai″對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。當(dāng)設(shè)計(jì)圖樣未作規(guī)定時(shí),應(yīng)將圖樣規(guī)定的Ess、Esi按公式(99),(100)換算成Eas″,Eai″;也可以將測(cè)得的ΔEas″,ΔEai″按公式(101),(102)換算為ΔEss、ΔEsi,用Ess、Esi對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。
將Ess、Esi換算為Eas″,Eai″的換算式為:
將ΔEas″,ΔEai″換算為ΔEss、ΔEsi的換算式為:
以上各式中αt″為雙面嚙合時(shí)的端面嚙合角,(°)。