ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
Штангензубомер
Измерение толщины зубьев
От устройства прибора к точному измерению:
назначение, принцип работы и контроль результата.
ПОДГОТОВИЛ
Дубровин Ю.П.
Группа 1МТЭп-2025
Устройство
Метод измерения
Точность и применение
Толщина зуба влияет
на работу зубчатой передачи
CC BY-SA 3.0 · creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0
Изображение без изменений
Зубья передают усилие через контакт боковых поверхностей. Их толщина определяет боковой зазор в зацеплении.
Избыточная толщина
Уменьшает зазор и может затруднить работу передачи.
Недостаточная толщина
Увеличивает зазор и может усиливать удары при смене направления.
Штангензубомер помогает проверить толщину зуба и сопоставить её с требованиями чертежа.
Штангензубомер измеряет
толщину на заданной высоте
Две взаимно перпендикулярные шкалы решают две разные задачи.
Сначала — высота
Вертикальная шкала задаёт расстояние от вершины зуба до уровня измерения.
Затем — толщина
Горизонтальная шкала показывает расстояние между боковыми поверхностями — хорду зуба.
Обычный штангенциркуль не задаёт эту высоту специальным упором.
h — высота измерения; s — хордальная толщина
Метод: KG STOCK GEARS · Technical Data, раздел 4.3
Две шкалы задают
положение и размер измерения
1 Горизонтальная штанга
2 Вертикальная штанга
3 Измерительные губки
4 Упор на вершину зуба
5 Рамка с нониусом толщины
6 Рамка с нониусом высоты
Фиксаторы закрепляют настройку. Точная подача предусмотрена не во всех исполнениях.
Хорда и дуга зуба —
разные величины
Делительная окружность
Расчётная окружность диаметром d = m · z, где m — модуль, z — число зубьев.
Толщина по дуге
Для стандартного зуба без утонения равна πm/2.
Толщина по хорде
Прямое расстояние s меньше длины дуги. Именно его измеряют губками.
Расчёт задаёт номинальную
толщину и высоту
ХОРДАЛЬНАЯ ТОЛЩИНА
s = mz · sin(π / 2z)
ВЫСОТА ИЗМЕРЕНИЯ
h = m + (mz / 2) ·
[1 − cos(π / 2z)]
m — модуль; z — число зубьев.
Углы в формулах — в радианах.
Для стандартного внешнего прямозубого колеса без смещения и утонения. В остальных случаях — расчёт и размеры из чертежа.
Перед измерением проверяют
прибор и деталь
Очистить
Удалить масло, стружку и пыль с контактных поверхностей. Проверить зуб на заусенцы.
Осмотреть
Проверить губки, упор, плавность перемещения и фиксаторы. Изношенный прибор даёт ненадёжный результат.
Проверить ноль
Сопоставить нулевые отметки при контакте губок. Вертикальную шкалу проверить по инструкции прибора.
Вертикальная шкала
устанавливает высоту h
1. Найти требуемое h
Взять из чертежа или рассчитать для заданной геометрии колеса.
2. Настроить шкалу
Выставить высоту с учётом цены отсчёта и закрепить фиксатор.
3. Установить прибор
Поставить упор на вершину зуба без перекоса; губки пока оставить разведёнными.
Другая высота контакта означает измерение другой толщины.
Губки измеряют хорду
между боковыми поверхностями
Обеспечить контакт
Плавно свести губки до касания боковых поверхностей. Не сдавливать зуб.
Сохранить положение
Упор остаётся на вершине, губки — на заданной высоте. Исключить перекос.
Снять показание
Считать горизонтальную шкалу, затем повторить установку для проверки результата.
Нониус уточняет отсчёт
по основной шкале
Целая часть
Ноль нониуса находится после отметки 6 мм основной шкалы.
Дробная часть
Третье деление нониуса совпало с делением основной шкалы: 3 × 0,1 мм.
6,3 мм
Это учебный пример. Цена отсчёта конкретного прибора указана в его паспорте и не равна гарантированной точности.
Расчёт связывает настройку
высоты и ожидаемую толщину
6,277 мм
4,123 мм
Установить h с округлением по шкале прибора, затем измерить s.
Расчёт даёт номинал. Решение о годности требует допуска из чертежа и учёта погрешности измерения.
Настройка и положение
влияют на результат
Ошибка установки
Неверная высота h, наклон губок или чрезмерное усилие изменяют показание.
Состояние поверхностей
Загрязнение, износ губок и неточная поверхность вершин нарушают базирование.
Цена отсчёта — шаг чтения шкалы. Погрешность — отклонение результата. Повторяемость — близость повторных показаний.
Повторные измерения
помогают оценить результат
Проверить несколько зубьев и сечений по ширине венца. Каждый раз заново установить прибор.
| Зуб | Отсчёт 1 | Отсчёт 2 |
|---|---|---|
| 1 | 6,28 | 6,28 |
| 2 | 6,26 | 6,28 |
| 3 | 6,28 | 6,30 |
Пример для прибора с отсчётом 0,02 мм. Без допуска эти данные не доказывают годность детали.
Штангензубомер не заменяет
полный контроль колеса
Где полезен
Учебная лаборатория и ручной контроль наружных зубьев.
Что ограничивает
Зависит от состояния вершин. Косозубые колёса требуют специальной методики.
Что не проверяет
Ошибки профиля, шага и направления зуба требуют отдельного контроля.
KG STOCK GEARS · Technical Data §4.3 · kggear.co.jp
KHK USA · Tooth Thickness · khkgears.us
Верная высота.
Аккуратный контакт.
Осмысленный результат.
Определить
h и s
Настроить
высоту
Измерить
толщину
Сравнить
с допуском
Штангензубомер даёт полезный результат, когда геометрия, настройка и условия измерения согласованы.
Дубровин Ю.П. · 1МТЭп-2025