4 径向综合偏差的测量
4.1 测量原理
径向综合偏差检测时,所用的装置上能安放一对齿轮,其中一个齿轮装在固定的轴上,另一个齿轮则装在带出滑道的轴上,该滑道带一弹簧装置,从面使两个齿轮在径向能紧密地啮合(见图4)。在旋转过程中测量出中心距的变动量,如果需要的话,可将中心距变动曲线图展现出来。
对于大多数检测目的,要用一个测量齿轮对产品齿轮作此项检测。测量齿轮需要做得很精确,以达到其对径向综合偏差的影响可忽略不计,在此情况下,当一个产品齿轮旋转一整周后,就能展现出一个可接受的记录来。
被检测齿轮径向综合总偏差 等于齿轮旋转一整周中最大的中心距变动量,它可以从记录下来的线图上确定。一齿径向综合偏差 等于齿轮转过一个齿距角时其中心距的变动最(见图5)。
GB/T 10095.2中所给出的公差值,适用于与一个测量齿轮所进行的此项测量。
图4 测量径向综合偏差的原理
图5 径向综合偏差曲线图
必须十分重视测量齿轮的精度和设计,特别是它与产品齿轮啮合的压力角,会影响测量的结果,测量齿轮应该有足够的啮合深度,使其能与产品齿轮的整个有效齿廓相接触,但不应与非有效部分或根部相接触,避免产生这种接触的办法是将测量齿轮的齿厚增厚到足以补偿产品齿轮的侧隙允差。
当用此方法对精密齿轮作质量评级时,对所用的测量齿轮的精度和测量步骤,应由采购方和供方协商一致。
对直齿圆柱齿轮,所规定的公差值可以用来确定精度等级,但当用于斜齿轮时,其测量齿轮的齿宽应该设计的使其与产品齿轮的εβtest等于或小于0.5。测量齿轮的设计应由采购方和供方协商一致,纵向重合度εβtest可影响斜齿轮的径向综合测量的结果。齿廓偏差的影响,对直齿轮而言,将是很明显的,但对斜齿轮而言,由于多个齿和对角接触线的存在,将会被陷蔽起来。
齿轮旋转一整周记录下的,曲线图,接近于正弦形状(幅值为fe),表示齿轮的偏心量fe。图5中表示出如何在此曲线图上绘制出正弦曲线来。齿轮的偏心量是指轮齿的几何轴线与基准轴线(即孔或轴)间的偏移。
4.2 径向综合偏差数据的应用
径向综合偏差包含了右侧和左侧齿面综合偏差的成分,故而,想确定同侧齿面的单项偏差是不可能的。径向综合偏差的测量可迅速提供关于生产用的机床、工具或产品齿轮装夹而导致的质量缺陷方面的信息,此法主要用于大批量生产的齿轮以及小模数齿轮的检测。
每转过一个齿距所发生的一齿综合偏差,有助于揭示齿廓偏差(常为齿廓倾斜偏差)。一个很大的个别的一齿综合偏差,表示有一个大的齿距偏差或受损伤的轮齿(见图6)。
对产品齿轮的装夹和检测方法作适当的校准后,此测量过程还可用来确定产品齿轮最小侧隙啮合的中心距,见GB/Z 18620.3关于轴中心距和轴线平行度的推荐意见,另外,这个步骤对检需要以最小侧隙运行的齿轮也是有用的,因为功能齿厚的范围可能很容易地从径向综合偏听偏信差上得到。
为了确定精度等级:
a)对直齿轮,产品齿轮要用一个测量齿轮进行检测,该测量齿轮能够与有效齿廓100%的接触。能见GB/T 10095.2-2001中5.5,在GB/T 10095.2中给出的径向综合总偏差及一齿径向综合偏差的公差值用以确定直齿轮精度等级。必须强调,因为峡谷两侧齿面的同时起作用,双面啮合检测得到的精度等级不能直接与用单项要素检测所得到的精度等级相关联。
b)对斜齿轮,虽然GB/T 10095.2中的公差是对直齿轮而言的,但如时采购方和供方都同意,也可用于评定斜齿轮,此时与齿轮相啮合时的重合度εβtest应符合4.1要求。