---

Довжина в напрямі осі х, використана для характеристики профілю під час оцінювання. Дов­жина оцінювання може містити одну або більше базових довжин (див. ISO 4287)

Довжина хвилі синусоїдального профілю, 50 % амплітуди якої передає профільний фільтр (див. ISO 11562)

Відношення характеристики випрямлення довжини довгої хвилі до характеристики випрям­лення довжини короткої хвилі даної смуги пропуску (див. ISO 11562)

Сума висоти найбільшої висоти профілю виступу Zp і найбільшої глибини профілю запади­ни Zv в межах базової довжини (див. ISO 4287, 4.1, 4 1.3 і рисунок 9).

Примітка. Зазвичай цей параметр вимірюють, як середню величину п’яти суміжних базових довжин Довжина оцінювання тоді містить п’ять базових довжин (див рисунок 3)

1 — довжина оцінювання, In,

2 — довжина перетинання

Рисунок 3 — Максимальна висота профілю шорсткості

Середнє арифметичне величин абсолютних ординат Z(x) в границях базової довжини (див. ISO 4287, 4.2.1).

^R

⁽¹⁾

a ⁼ Tr}^Z^^dX’

де Іг — базова довжина для Ra;

Z(x) Z, — ординатні величини

Примітка. Середньоарифметичний відхил Ra визначають довжиною оцінювання п’яти суміжних базових довжин (див рисунок 4 і ISO 4288)

Хвилястостями є періодичне повторення хвилеподібних нерівностей на поверхні зуба. Особ­лива форма хвилястостей відповідає таким критеріям:

• напрямок нерівностей є приблизно паралельним до ліній контакту (зі сполученим зубчас­тим колесом);

• кількість хвиль спроектованих на початкове коло (в площині обертання) є цілим числом, див. рисунок 5;

• вони зазвичай спричиняють шум.

1. — проекції на початковий циліндр,

2. — гребені хвилястостей (з положенням приблизно паралельним до ліній контакту),

3. — лінія зачеплення;

4. — кут кочення між хвилястостями;

5. — початкове коло,

6. — основне коло;

7. — переріз в площині обертання.

Рисунок 5 — Хвилястості в косозубому колесі

4. СТРУКТУРА ПОВЕРХНІ

Експериментальні дослідження і досвід експлуатації вказують, що існує взаємовідношення між якістю структури поверхні і навантажувальною здатністю зубчастого колеса. Вплив шорсткості по­верхні на опір пітингу і міцність вигину зуба зубчастого колеса приведений в ISO 6336, розділах 2 і 3 відповідно, його вплив на заїдання обговорений в ISO/TR 13989.

Так само як шорсткість, хвилястість та інші особливості структури поверхні можуть впливати на втомний опір поверхні матеріалу. Якщо виникає потреба у високих стандартах експлуатаційної якості і надійності, логічно вимірювати нефільтрований профіль структури поверхні зубців зубчас­тих коліс.

У цьому стандарті немає рекомендацій щодо параметрів шорсткості поверхні, хвилястості і форми або типу напрямку нерівностей, придатних для специфічних цілей, не ідентифіковані при­чини таких нерівностей.

ЗАСТОРОГА! Перед встановленням обмежень до особливостей структури поверхні зубців зубчастих коліс, конструктори зубчастих передач і інженери-механіки повинні ознайо­митися зі стандартами ISO та іншою літературою в цій галузі (див. посилання в розділі 2).

4. ФУНКЦІЙНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Функційні характеристики зубців зубчастих коліс, на які впливає структура поверхні, можна розділити на категорії:

• передавальна точність (шум і вібрація);

• поверхнева навантажувальна здатність (типу пітинг, заїдання і зношування);

• міцність на вигин (стан перехідної поверхні ніжки зуба).

Структуру поверхні можна описати, як таку, що має дві головні форми: шорсткість і хви­лястість.

Передавальні похибки можуть бути спричинені хвилястістю поверхні або хвилястостями на поверхні зуба. Вплив залежить від напряму положення хвиль відносно миттєвої лінії контакту і лінії зачеплення. Якщо положення хвиль паралельне до миттєвої лінії контакту або ділянки контакту (перпендикулярно до лінії зачеплення), може виникнути високочастотний шум в зубчастому зачеп­ленні (подвоєнні гармоніки над частотою зачеплення).

У деяких випадках шорсткість поверхні може спричинити різницю в характері шуму зубчастої передачі (чистова на відміну від чорнової якості обробляння). Це приглушує шум, що виникає на частоті зубчастого зачеплення і його гармонік.

Структура поверхні може впливати на довговічність зуба зубчастого колеса за двома загаль­ними критеріями: зношення поверхні і ламання зуба.

Знос поверхні це стирання, заїдання або подряпини, пітинг тощо. Це стосується шорсткості поверхні і хвилястості профілю зуба. Структура поверхні, температура і мастило визначають тов­щину пружно-гідродинамічної плівки (EHD), яка впливає на довговічність поверхні зуба.

Виламування зуба може бути результатом втоми (високе циклічне напруження). Вплив струк­тури поверхні на напруження в області перехідної поверхні вважається впливовим чинником.

Оснащення для вимірювального методу, розташовання, напрям і аналіз (фільтр і т. ін.) потрібно вибирати так, щоб представляти функційну ділянку зуба і лінію зачеплення.

6 ДАНІ, ЯКІ НАВОДЯТЬ У КРЕСЛЕНИКАХ

К оли це встановлено замовником або коли конструкція і експлуатаційні вимоги роблять це необхідним, відповідну величину шорсткості для обробленого стану потрібно установити в крес­лениках, як показано на рисунках 6а і 6Ь.

а = Ra або Rz, мкм;

b = виробничий процес, обробляння поверхні іт.ін.;

с = базова довжина;

d = напрям положення;

е = допуск механічного обробляння;

f = інші величини шорсткості (в дужках).

Рисунок 6а — Познаки структури поверхні

1. — бічна поверхня зуба за винятком перехідної' кривої;

2. — бічна поверхня зуба, зокрема перехідна крива.

Рисунок 6Ь — Познаки шорсткості і напряму положення

7. ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ

Вимірювальні прилади щупового типу зазвичай використовують для вимірювання шорсткості. Вимірювання можна провести з таким устаткованням, що охоплює технічні параметри, які впли­вають на похибку вимірювання (див. рисунок 7)

Ш

Шліфування
(«на прохід», безперервне)

Шліфування
(перехресне)

ліфування

(періодичне кругове подавання)

Шевінгування

Хонінгування
(зовнішнє)

Шевінгування
(зустрічне, проти подавання)

Хонінгування
(внутрішнє)

Напрям подавання

Тип приладу

Прилад
з опорною
колодкою

Бокове встановлювання опорної колодки

Переднє встановлювання опорної колодки

А Переважний напрям вимірювальної І траверси для визначання Rz, Ra, Rk

Прилад з фіксованою направленністю

Напрям вимірювальної траверси для визначання додаткової інформації, такої як висота малих міток подавання

Рисунок 7 — Особливості приладу і напрями вимірювання
щодо методу виготовлення

1. одна опорна колодка або пара опорних колодок, які ковзають по вимірювальній поверхні (прилад з прямою еталонною площиною),

2. опорна колодка, яка ковзає по еталонній площині, що має форму номінальної поверхні;

3. регульований або програмований давач опорної лінії в комбінації з опорною колодкою, тобто реалізований координатно-вимірювальною машиною;

4. оцінювання форми, хвилястості і шорсткості давачем без опорної колодки і прямим почат­ком відліку, скомбінованим з великим діапазоном вимірювання.

Згідно зі стандартами ISO радіус наконечника щупа повинен бути 2 мкм, або 5 мкм, або 10 мкм. Кут конуса щупа може бути 60° або 90° Інші подробиці щодо приладу можна дізнатися в ISO 3274. Звіт вимірювання поверхні повинен вказувати радіус наконечника і кут конуса щупа.

Для вимірювання шорсткості або хвилястості необхідно використовувати давач без опорної колодки і фільтр з визначеним випрямленням, який буде подавляти довгохвильову компоненту або короткохвильову компоненту профілю поверхні. Прилади є тільки з деякими конкретними випрям­леннями. Звертайтеся до таблиці 2 за відповідними випрямленими довжинами хвиль. Потрібно дотримуватися обережності під час вибирання відповідного радіуса наконечника щупа, базової довжини і фільтра випрямлення; див ISO 3274, ISO 4288 і ISO 11562, інакше може виникнути систематична похибка вимірювання.

Функційні обставини впливів хвилястості, напрям положення і вимірювальні прилади можуть вимагати різної величини випрямлення.

Таблиця 2 — Фільтрування і випрямлені довжини хвиль

7. ВИМІРЮВАННЯ ПОВЕРХНЕВОЇ ШОРСТКОСТІ БІЧНИХ ПОВЕРХОНЬ

ЗУБЦІВ ЗУБЧАСТОГО КОЛЕСА

Цей розділ описує переважні величини параметрів, випрямлення і довжину оцінювання та методики вимірювання структур поверхні зуба і перехідної кривої циліндричних евольвентних зуб­частих коліс.

Під час вимірювання шорсткості поверхні, траєкторія щупа повинна бути перпендикулярною напряму положення поверхні (див. напрями, вказані на рисунках 7 і 8). Вимірювання також повинно бути перпендикулярним до поверхні. Отже, кривизна поверхні зуба повинна бути дотримана щу­пом по можливості без пропусків.

1 — радіус перехідної кривої;

2 — радіус опорної колодки;

З — дуга вимірювання,

4 — вісь обертання;

5 — зміщення осі щупа

Рисунок 8 — Вимірювання шорсткості перехідної поверхні ніжки

Коли вимірюють шорсткість перехідної поверхні ніжки зуба зубчастого колеса, один напрям повинен бути під прямим кутом до лінії нахилу зуба і для цього можуть бути потрібні спеціальні методи. Одне придатне розташований показане на рисунку 8, де вимірювальна головка з радіусом опорної колодки г, меншим від радіуса перехідної кривої Я?, перед щупом, є так змонтована на обертовому шпинделі, що коли повернути шпиндель під кутом близько 100°, наконечник щупа опише приблизну дугу перехідної кривої зуба Коли перехідні криві достатньо великі і виконано ретельне позиціювання такого пристрою, можна зробити вимірювання шорсткості.

Примітка. Радіус опорної колодки г, використовуваної безпосередньо на поверхні повинен бути г> (50 Хс), щоб уникнути похибки, обумовленої опорною колодкою

Альтернативно можна підготувати зворотну модель, використовуючи придатний литий мате­ріал (смола тощо), для вимірювання використовують тип вимірювального приладу з опорною ко­лодкою. Цей метод особливо корисний, коли потрібно вимірювати шорсткість перехідних кривих зубців високоточних зубчастих коліс. У разі застосування цього методу, важливо пам’ятати під час оцінювання, що записи профілю є зворотними.

Безпосередньо виміряні параметри шорсткості можна порівняти прямо з установленими до­пустимими величинами.

Параметричну величину зазвичай визначають, як середню величину декількох величин із числа суміжних базових довжин, взятих вздовж профілю. Але потрібно враховувати, що шорсткість по­верхні може систематично змінюватися вздовж напряму бічної поверхні зубчастого колеса. Отже, цілком можливо визначити величини шорсткості для одиночних суміжних базових довжин. Щоб удосконалити статистичну достовірність величин, можна обчислити середні арифметичні величини із декількох проходів.