Чтение отчета о контроле зубчатых колес: категории отклонений, откуда берутся допуски и три часто упускаемых момента оценки

Краткий ответ: отчет о контроле зубчатого колеса содержит три семейства значений — отклонение шага (fpt единичный шаг, Fp суммарное накопленное отклонение шага), отклонение профиля (Fα / ffα / fHα) и отклонение винтовой линии (Fβ / ffβ / fHβ). Степени точности оцениваются по GB/T 10095.1 (тот же документ, что и ISO 1328-1) или DIN 3962, и чем меньше номер степени, тем выше точность. Работайте в такой последовательности: сначала убедитесь, что измерительное сечение и база совпадают с чертежом, затем проверьте каждое допустимое значение по модулю, делительному диаметру, ширине зубчатого венца и степени точности. Точность индексации определяется Fp, плавность зацепления и шум — fHα, а распределение нагрузки по ширине зубчатого венца — Fβ.

1. Допустимые значения берутся из таблиц, а не фиксированы — и именно поэтому два поставщика различаются

Ни одно отдельное отклонение не имеет одного универсального предела. Допустимое значение берется из стандартных таблиц, а входными данными являются модуль, делительный диаметр, ширина зубчатого венца и степень точности. DIN 3962 перечисляет отдельные допуски, охватывающие шаг, профиль и винтовую линию. GB/T 10095.1 технически идентичен ISO 1328-1: он определяет отклонения, измеряемые на одной и той же боковой поверхности зуба, вместе с допустимыми для каждого из них значениями. Толщина зуба и боковой зазор находятся вне этой системы, в DIN 3967. Приблизительное сравнение степеней разных систем приведено в Gear Accuracy Standards Explainedtech-library/33/).

Отклонение винтовой линии — полезная иллюстрация. В диапазоне степеней 5~7 обычный предел находится где-то около 6~16 мкм, и то, где именно он окажется внутри этого окна, зависит от угла наклона зуба и ширины зубчатого венца — более широкий венец накапливает больше погрешности от одинакового углового наклона, поэтому его предел устанавливается свободнее. Когда два отчета расходятся, первый вопрос — измеряли ли обе стороны одну и ту же измерительную точку на одной и той же базе; и только после этого стоит спорить о том, выходит ли деталь за пределы допуска.

2. Семейства отклонений и поведение зубчатого колеса, которое каждое из них предсказывает

Измерительный центр для зубчатых колес работает зуб за зубом по готовому зубчатому колесу, регистрирует отклонения шага, профиля и винтовой линии и сравнивает их со стандартной степенью точности; полученная запись и есть отчет о контроле. Каждое семейство в нем соответствует определенной эксплуатационной характеристике:

Эта таблица охватывает половину того, что содержит отчет. Оставшаяся половина — это понимание того, насколько жестко следует выдерживать эти значения.

3. Три детали, которые легко упустить при оценке отчета

Fp и fpt описывают разные проблемы. Единичное отклонение шага fpt рассматривает два соседних зуба, тогда как суммарное накопленное отклонение шага Fp возникает из-за накопления погрешности за полный оборот. При зубофрезеровании погрешность индексации в червячной паре стола накапливается в Fp и проявляется как неравномерный шум в определенных угловых положениях. В применениях, требующих равномерного передаточного отношения — делительные механизмы, многоступенчатые поворотные столы — Fp часто является более жестким требованием, а отчет, в котором указан только fpt, полностью скрывает накопленную погрешность.

Отклонение наклона профиля fHα можно пересчитать в погрешность угла профиля. Оно измеряет, насколько боковая поверхность отклоняется от теоретической эвольвенты, и эта величина может быть преобразована в отклонение угла профиля. Когда вершина и ножка обе отклоняются от номинала, одна наружу, а другая внутрь, боковая поверхность приобретает выпуклую или вогнутую форму; величиной, которая это отражает, является отклонение формы ffα, которое напрямую отражает то, как была заправлена шлифовальный круг. Возвращение этих двух величин под контроль — центральная задача шлифования после термообработки.

База и измерительное сечение должны быть указаны. Возьмите одно зубчатое колесо и измерьте его от отверстия, затем измерьте от шейки — два набора результатов могут попасть в разные степени. В отчетах обычно указывается, где находится измерительное сечение; для косозубого колеса обычным выбором является нормальное сечение на середине ширины зубчатого венца. Когда на чертеже указана окружная толщина зуба, а в отчете приводится нормальная, числовое несоответствие между ними ожидаемо — преобразуйте одно в другое, прежде чем делать какие-либо выводы.

4. Что должны содержать чертеж и заказ на поставку

1. Зафиксируйте степень: DIN 4-5 для высокоскоростных точных приводов, 7~8 для общего промышленного редукторостроения, примерно степень 9 там, где скорости низкие, а нагрузки тяжелые.
2. Укажите каждый пункт: шаг, профиль и винтовую линию — все нужно указать; указание только одного оставляет два других без контроля.
3. Объявите базу: укажите, относится ли измерение к отверстию или к шейке, и укажите измерительное сечение, чтобы покупатель и поставщик читали чертеж одинаково.
4. Обрабатывайте толщину зуба отдельно: ее допуск вместе с боковым зазором следует DIN 3967 и записывается как отдельное требование, а не включается в степень точности.
5. Определите, как будет проводиться контроль: измерительный центр для зубчатых колес или контроль зацепления, отчет поставляется с отгрузкой или выдается назначенной третьей стороной — согласуйте это в технических требованиях до заказа.
6. Заложите термообработку в процесс заранее: коробление от цементации и закалки изменяет окончательную точность, поэтому оставьте припуск на шлифование и измеряйте после шлифования; никогда не предполагайте, что степень точности до термообработки сохранится на готовой детали.

5. Насколько ценен отчет, зависит от измерительного оборудования

Достоверность отчета ограничена возможностями контроля: неточное измерение не может обеспечить точную оценку. Измерительный центр для зубчатых колес может иметь погрешность измерения до 0,5 мкм, однако допуск профиля для зубчатого колеса степени DIN 4-5 сам измеряется в микронах — там, где оборудование недостаточно способно, зафиксированное «проходит» не имеет веса. КИМ, твердомеры, приборы для контроля зацепления и приборы для контроля круглости каждый охватывают одну часть работы; разделение труда между ними изложено в Inspection Methods and Instruments for Precision Gearstech-library/16/).

6. Возможности PinyiGear

PinyiGear нарезает прямозубые и косозубые цилиндрические зубчатые колеса по чертежу; модуль, наружный диаметр и степень точности принимаются по указаниям на чертеже. Для конических зубчатых колес и червячных передач форма зуба и степень точности также принимаются по чертежу. Материалы и термическая обработка — по указанным на чертеже марке и твердости. Проверка шага, профиля, винтовой линии и твердости выполняется по согласованному с заказчиком плану контроля с выпуском отчетов — см. Custom Spur Gearsproducts/spur/), Inspection and Quality Systemquality-inspection/) и Machining Capabilities Overviewcapabilities/).

Пришлите свои чертежи и условия эксплуатации — модуль, число зубьев, степень точности, требования к термообработке, применение — и после завершения анализа чертежа наша инженерная команда вернется с технологическим маршрутом, планом контроля и коммерческим предложением. Contact PinyiGearget-a-gear-quote/) или перейдите на PinyiGear website). Отчет о контроле имеет смысл сравнивать только тогда, когда сам чертеж однозначно указывает степень и базу.