В технических системах зубчатое колесо — это компонент с зубчатым ободом, предназначенный для передачи вращения и крутящего момента между валами. Контроль этого элемента осуществляется посредством координатно-измерительных машин (КИМ) и специализированного программного обеспечения, что позволяет отслеживать параметры изделий разной конфигурации.
К основным требованиям к качеству зубчатых колес относятся условия эксплуатации: скорость, вид нагрузки, плавность работы и уровень шума. Все нормы закреплены в ГОСТ 1643-81 и ГОСТ 13755-2015. Проверка качества охватывает несколько параметров:
- геометрия, включая точность изготовления, анализ пятна контакта поверхностей зубьев сбоку, степень вибраций и шероховатость, поскольку уменьшение зоны контакта приводит к росту локальной нагрузки;
- механические характеристики, такие как прочность зубьев на изгиб и износостойкость, достигаемые применением качественных сталей, усиленной термической обработкой и упрочнением;
- термические свойства: баланс между твердостью поверхности (оптимально 280-350 НВ) и вязкостью сердцевины, проверка однородности материала для обеспечения стабильности размеров после обработки.
Также контролируются качество термообработки и зазоры с использованием шаблонов и щупов.
Методы контроля нацелены на оценку эксплуатационных качеств зубчатых элементов, кинематические параметры, полноту контакта и точность бокового зазора. Оценка производится по шагу, профилю, направлению зубьев со сравнением полученных данных с установленными допусками. Комплексные проверки включают однопрофильный и двухпрофильный подходы: первый предполагает контроль зацепления с эталонным колесом для измерения изменяемого расстояния между осями, второй — сопряжение зубьев по обеим боковым поверхностям.
Современные методы измерений предусматривают использование КИМ и машин с ЧПУ, дающих высокую точность и возможность автоматизированной обработки информации. Также применяются оптические инструменты: лазерное сканирование с цифровой обработкой, подходящее для крупных колёс по стандарту ГОСТ.
Для измерения отклонений используют эвольвентомеры (контроль профиля зуба), зубомеры (измерение толщины), шагомеры (выявление погрешностей шага) и биенимеры (оценка радиального/торцевого биения).
Автоматизация контроля достигается применением измерительных головок и специализированных модулей для колёс значительного размера; измерения и протоколы могут выполняться полностью автоматически. Интеграция цифровых двойников и контролирующих систем позволяет обнаруживать превышение допусков, прогнозировать последствия отклонений и гибко корректировать технологические параметры. Это обеспечивает снижение ошибок и оптимизацию процессов обработки.
Контроль по чертежам и регламентным процедурам гарантирует соответствие передачи эксплуатационным характеристикам. Любые отклонения ухудшают работу механизма, могут вызвать повышенный шум, вибрацию и скорый износ. Поддержание порядка контроля исключает появление брака, минимизирует риски отказов и способствует стабильной работе агрегатов.