圓柱齒輪 檢驗實施規範 第4部分
：表面結構和輪齒接觸斑點的檢驗能輪齒接觸斑點的檢驗（GB/Z18620.4-2002）

9能輪齒接觸斑點的檢驗

本章将對獲得與分析接觸(chù)斑點的方法進行解釋，還給出對齒(chǐ)輪精度估計的指導。

檢測(cè)産品齒輪副在其箱體内所産生的接觸斑點，可以幫(bāng)助我們對輪齒間載荷分布進行評估。

産品齒輪與測(cè)量齒輪的接觸斑點，可用於(yú)裝配後的齒輪的螺旋線和齒廓精度的評估。

9.1 檢測條件

9.1.1精度

産品齒輪與測量齒輪副輕載下的接觸斑點，可以從安裝在機架上的齒輪相齧合得到。爲此，重要的是，齒輪軸線的不平行度，在等於産品齒輪齒寬的長度上的數值
，盡可能在接近的位置上測定，不得超過0.005mm。同時也要保證測量齒輪的齒寬不小於産品齒輪的齒寬，通常這意味著(zhe)對於斜面齒輪需要一個專用的測量齒輪，對於大齒輪來說，這樣的測量齒輪可以是一個特制的産品齒輪的樣品，並(bìng)保留它，便於作爲備件替換損壞瞭的齒輪。

相配的産(chǎn)品齒(chǐ)輪副的接觸斑點也可以在相齧合的機架上獲得。

9.1.2載荷分布

産品齒輪副在其箱體内的輕載接觸斑點，有助於(yú)評估載荷的可能分布，在其檢測(cè)過程中，齒輪的軸頸應當位於(yú)他們的工作位置，這可以通過對軸承軸頸加墊片調整來達到。

9.1.3印痕塗料

适用的印痕塗料有：裝配工的藍色印痕塗料和其他專用塗料
。應選擇那些能確(què)保油膜層(céng)厚度在0.006～0.012mm的應用方法。

9.1.4 印痕塗(tú)料層(céng)厚度的标定

這對判明接觸斑點的檢查結果是很重要的，操作者掌握瞭(le)穩定的工藝後，就可來確立印痕塗料層的厚度，在垂直於切平面的方向上以一個已知小角度移動齒輪的軸線，即在軸承座上加墊片並(bìng)觀察接觸斑點的變化，這标定工作應該有規範地進行以確保印痕塗料、測試載荷和操作工人的技術都不改變。

9.1.5測試載荷

用於(yú)獲得輕載接觸斑點所施加的載荷，應能恰好保證被測(cè)齒面保持穩定的接觸
。

9.1.6記錄測試結果

接觸(chù)斑點通常以畫草圖、照片
、錄像記錄下來，或用透明膠帶(dài)覆蓋在接觸(chù)斑點上，再把粘住接觸(chù)斑點的塗料的膠帶(dài)撕下來，貼在優質的白卡片上。

9.2操作者的培訓

要完成以上操作的人員，應訓練正確(què)地操作，並(bìng)定期檢查他們的效果，以確(què)保操作效能的一緻性。

9.3接觸斑點的判斷

接觸斑點可以給出齒長方向配合不準確的程度，包括齒長方向的不準確配合和波紋度，也可以給出齒廓不準確性的程度
，必須強調的是作出的任何結論都帶有主觀性，隻能是近似的並(bìng)且依賴於(yú)有關人員的經驗。

9.3.1與測(cè)量齒(chǐ)輪相齧的接觸斑點

圖14到圖17所示的是産(chǎn)品齒輪與測(cè)量齒輪對滾産(chǎn)生的典型的接觸斑點示意圖。

9.3.2齒(chǐ)輪精度的接觸(chù)斑點

圖18和表4、表5給出瞭(le)在齒輪裝配後（空載）檢測(cè)時，我們所預計的在齒輪精度等級和接觸斑點分布之間關系的一般指示，必須記住實際的接觸斑點不一定同圖18中所示的一緻，在齧合機架上所獲得的齒輪檢查結果應當是相似的。

注：圖18、表4和表5對(duì)齒(chǐ)廓和螺旋線修形的齒(chǐ)面是不适用的。

注意：這些表格試圖描述那些從通過直接的測(cè)量，證明符号表列精度的齒(chǐ)輪副中獲得的最好接觸斑點，不要把它們理解爲證明齒(chǐ)輪精度等級的可替代方法。

圖18接觸(chù)斑點(diǎn)分布的示意圖

表4 斜齒(chǐ)輪裝配後的接觸(chù)斑點

表5直齒(chǐ)輪裝配後的接觸(chù)斑點

 

附錄A

（标準的附錄）

用接觸斑點控制齒(chǐ)輪輪齒(chǐ)的齒(chǐ)長(zhǎng)方向配合精度

A1目的

本附錄叙述用接觸斑點來規定和控制齒(chǐ)輪輪齒(chǐ)的齒(chǐ)長(zhǎng)方向配合精度。

論述接觸斑點的兩種産(chǎn)生辦(bàn)法：

——靜态方法，通過(guò)軟塗層(céng)的轉移；

——動(dòng)态方法，通過硬塗層(céng)的磨損。

A2應用

A2.1典型用途

用接觸斑點作定量和定性控制齒輪的齒長方向配合精度的方法，經常用於(yú)以下場(chǎng)合：大齒輪不能裝在現成的檢查儀上及工作現場(chǎng)沒有檢查儀可用。其優點是：

——測試工具的便於攜帶；

——可以測(cè)試其他方法不能測(cè)試的大型和複(fù)雜的表面；

——測試簡單和快捷；

——如果通過适當(dāng)的标定，測(cè)試結果具用可再現性；

——對裝配狀況的敏感性，例如軸承配合不良和齒(chǐ)輪箱變(biàn)形；

——可以探測(cè)微小的齒長方向配合誤差和系統差的能力，例如齒面波度，這在導程和齒廓檢測(cè)曲線圖裏並(bìng)不表現；

——能夠評定輪齒的配合性，包括大齒輪和小齒輪的疊加或累積偏差的作用，這在導程和齒廓檢測(cè)曲線圖裏並(bìng)不表現；

——能評定整個齒(chǐ)面，而不是單單一條表示齒(chǐ)廓或齒(chǐ)長(zhǎng)方向配合的曲線。

A2.2特定應用領域

一些使用接觸(chù)斑點測(cè)試方式的例子：

——船艦用大型齒輪；

——高速齒輪；

——船艦和高速齒(chǐ)輪箱的現場(chǎng)組裝；

——起重機、提升機、橋
、微波天線等的開式末級傳(chuán)動齒(chǐ)輪的裝配；

——圓錐齒輪；

——航天齒輪。

A2.3使用方法

靜态方法：通過小齒(chǐ)輪和大齒(chǐ)輪之間一層(céng)薄薄的塗層(céng)轉移來完成
，不加載荷，一般用手轉動。

動态方法：需要可控制的遞增适當(dāng)的載荷並(bìng)按設計規定的動轉速度來完成。

A3 使用說明

A3.1靜态方法

接觸斑點檢測(cè)
，使一個齒(chǐ)輪的齒(chǐ)上的規定厚度的印痕塗料轉移到相配齒(chǐ)輪的齒(chǐ)上。将接觸斑點檢測(cè)的結果與規定的斑點作比較。這規定斑點是分析想要的無載荷接觸狀況得出的，或按類似齒(chǐ)輪副的經驗得出的。這技術與精密儀器和精密機床的接觸表面的手工配合或刮研相類似。

A3.2動态方法

接觸斑點是靠受載區域的齧合面塗層(céng)被磨掉來顯示的，觀察和記錄随著(zhe)載荷增加短期轉動後的斑點。典型載荷遞增最爲5%，25%，50%，75%和100%用所得到的接觸斑點進行比較，以保證在規定工作條件下，觀察到輪齒逐漸發展的接觸面積達到設計的接觸面大小。

A4測試器具和材料

a)清洗劑

b)印痕的塗料

——紅丹；

——專用塗料；

——基礎(chǔ)顔(yán)料和油的混合物；

——普魯士藍軟膏；

——染料滲透顯示劑(jì)，噴霧器包裝的白色粉劑(jì)，作爲裂紋探傷檢測(cè)滲秀顯示劑(jì)套件之一（有銷售）；

——劃線用藍油。

c)記錄手段：

——照相；

——和輪齒(chǐ)一樣大小的透明膠帶(dài)和白紙；

——畫草圖。

d)标定用量具：

——精密墊片或塞尺；

——千分表。

A5靜态方法

A5.1測試

A5.1.1軸線的校正

當沒有現成的齒輪箱體可用或齒輪在車間測試，以便以後在現場裝配，車間使用試驗台架和轉動夾具把齒輪定位在正確的相互位置上。必須保證齒輪軸線在同一平面上並(bìng)且相互平行，即使0.00010rad微小的軸線對準誤差，對測試結果的再現性将産生有害影響。典型的測試程序，是把一個精密直尺橫置於(yú)齒輪軸上，将精密塊墊於(yú)直徑較小的軸和直尺之間，以補償軸半徑之差。把精密的水平儀放在精密直尺的上面
，然後調速齒輪軸的高度，直至精密直尺水平爲止。在每對支承軸頸中間重複這個操作程序，用精密測量來檢測支撐所測齒輪的兩軸之間的中心距和軸線平行度。在作接觸試驗的車間常能找到帶易調整支承座的轉動夾具（齧合台架）。

如果在未裝配的齒(chǐ)輪箱内做接觸試驗時，則必須先保證齒(chǐ)輪箱以盡量高的精度放置水平，以避免齒(chǐ)輪軸線的不對準
，齒(chǐ)輪軸線偏移使接觸斑點測(cè)試結果受到影響，其影響的程度與在轉動夾具内測(cè)試是一樣的。

當裝配後齒輪箱重新做接觸測試，其接觸斑點如果和調好水平而未裝配齒輪箱的測試結果有差别，這反映出安裝時由於(yú)箱體變形而引起齒輪軸線産生瞭(le)歪斜。

A5.1.2 測試程序

将準備(bèi)測試的齒輪用清洗劑徹底清洗，清除任何污染和殘(cán)油。然後将小齒輪的三個或更多輪齒上塗一層薄的印痕塗料，使用硬毛刷操作，可以将普通25mm寬度油漆刷子的硬毛修剪成大約10mm長度，做成一把合适刷子。塗層要薄而均勻，沒有必要除掉所有的毛刷痕迹，因爲測試時這些痕迹會被抹平，塗層厚度應該在5～15μm之間（見A5.2标定）。

小齒輪的輪齒塗完後應蓋起來，以免過於濺散，並(bìng)在大齒輪的和跟小齒輪塗瞭(le)塗料的齒齧合的輪齒上噴一層薄薄的顯像液膜
。噴顯像液是爲瞭(le)消除齒面反光，以便觀察接觸斑點的試驗結果，而不要制作一層會影響接觸斑點真實性的厚膜。

完成塗料塗刷後，操作者轉動小齒輪，使其塗有塗料的輪齒和大齒輪相齧合，由助手在大齒輪上施加一個足夠反力矩以保證接觸，然後把齒輪反轉回到原來位置，在輪齒的背面做上記号，以便對接觸斑點進行觀察。這個操作程序至少要在大齒輪三個等距離的位置上重複地做，以顯示由於(yú)擺(bǎi)動或其他周期性誤差所産生接觸斑點的變異。

A5.1.3 記錄結果

得到的接觸斑點要用照相、畫草圖或透明膠帶記錄下來。一步成像照相和透明膠帶紙是最常用的方法。使用膠帶時把透明膠帶小心壓在接觸區域上，然後再小心地把它撕取下來，貼在白紙上，這樣接觸斑點就被保存在膠帶和白紙之間。接觸斑點還可用黑白或彩色的靜電複印來複制。膠帶上應編(biān)号以指明使用瞭(le)哪一個輪齒，同時在接觸斑點上注明方向，齒的一哪一側齒面，哪是齒頂，哪是齒根。

接觸斑點的記錄紙帶可随現場裝配的齒輪備(bèi)件一起提供。與現場裝配後的測試接觸斑點作比較，驗證裝配是否正確(què)。

A5.2标定

爲瞭(le)使測(cè)試結果有意義和可再現性，印痕塗料層的厚度必須控制且前後一緻。

印痕塗料層(céng)厚度可以很容易地通過以下任意一種技術測(cè)定。

A5.2.1 作爲接觸試驗的一部分，小心地擡起小齒輪軸的一端軸承，其擡高量應足以使小齒輪軸傾斜面0.00010rad，記錄下接觸斑點，並(bìng)使軸承在正常（水平）位置時在同一輪齒上重複試驗，塗層(céng)厚度由接觸斑點的飄移量和角度爲100mm，則塗層(céng)厚度應爲0.010mm。

A5.2.2 另一個類似的考證操作員技術的方法是，用一塊标準平闆和精密直尺，在直尺的邊(biān)上塗以印痕塗料，然後将直尺一端落在平闆上，另一端放在平闆上已知厚度的墊片上，則塗層厚度等於(yú)墊片厚度乘以接觸斑點長度和直尺長度的比值。

A5.2.3應該進行标定試驗並(bìng)用爲測試試驗記錄的一部分，印痕塗層厚度取決於(yú)操作者的技巧和技術，如果是一個正規操作接觸斑點的操作人員，則不必對其每一次試驗的技術進行重新标定。可随時使用以上标定方法标定塗層厚度並(bìng)記錄其結果作爲評判試驗或審查用。

A6 動态方法

A6.1試驗程序

每次試驗前，都要把待測(cè)試的輪齒用清洗液徹底洗淨，以除去任何污染和殘(cán)油，将小齒輪和大齒輪至少三個以上的輪齒噴上劃線用藍油，産生的膜應光滑和薄。千萬不能造成過厚的膜，所以，每次做完試驗，應徹底用清洗液洗淨任何殘(cán)留在輪齒上的藍油、污垢或油。

當輪齒被塗層(céng)後，給齒輪副一個載荷增量作短時間運行，然後停止，将其接觸斑點記錄下來，徹(chè)底清洗幹淨輪齒後在下一個載荷增量下重複運行以上程序。整個操作過程應至少在三個不同載荷上重複進行。

A6.2記錄結果

接觸(chù)斑點(diǎn)的結果應照相或畫草圖加以記錄。

附錄B

（提示的附錄）

文獻目錄

1)GB/T 1357-1987 漸(jiàn)開線圓柱齒(chǐ)輪模數

2)GB/T1800.1-1997極限與配合  基礎(chǔ)  第1部分：詞(cí)彙

3)GB/T2821-1992 齒(chǐ)輪幾(jǐ)何要素代号

4)GB/T3374-1992 齒(chǐ)輪(lún)基本術語

5)GB/T3480-1997 漸開線圓柱齒(chǐ)輪承載能力計(jì)算方法

6)GB/Z18620.1-2002 圓柱齒(chǐ)輪 檢驗實施規範 第1部分：輪齒(chǐ)同側(cè)齒(chǐ)輪的檢驗

7)GB/Z18620.2-2002圓柱齒(chǐ)輪 檢驗實施規範 第2部分：徑向綜合偏差、徑向跳動、齒(chǐ)厚和側(cè)隙的檢驗

8)GB/Z1860.3-2002 圓柱齒(chǐ)輪 檢驗實施規範(fàn) 第3部分：齒(chǐ)輪坯、軸中心距和軸線平行度

9)ISO/TR13989-1：2000齒(chǐ)輪 圓柱齒(chǐ)輪、圓錐齒(chǐ)輪和次雙曲面齒(chǐ)輪膠合承載能力的計(jì)算方法 第1部分
：閃溫法

10)ISO/RT13989-2：2000 齒(chǐ)輪 圓柱齒(chǐ)輪、圓錐齒(chǐ)輪和準雙曲面齒(chǐ)輪膠合承載能力的計算方法 第2部分
：積(jī)分溫度法

11)ANSI/AGMA 2000-A88齒輪分級和檢測(cè)手冊(cè) 未安裝的直齒輪和斜齒輪的公差和測(cè)量方法（1992修訂版附錄D）

12)Beyer,Eckolt,Hillmann,Wittekopf,用掃描電子顯微鏡和觸針式測(cè)量表面儀器研究輪齒齒面PTB報(bào)告PTB-F-2（1987年11月）