VDI VDE 2613-2003 Pitch and runout testing on gearings - Cylindrical gears whormwheels bevel gears.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREVERBAND DERELEKTROTECHNIKELEKTRONIKINFORMATIONSTECHNIKTeilungs- und Rundlaufprfung an VerzahnungenZylinderrder, Schneckenrder, KegelrderPitch and runout testing on gearingsCylindrical gears, whormwheels, bevel gearsVDI/VDE 2613Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/V

2、DE-Handbuch Messtechnik IIVDI-Handbuch Betriebstechnik, Teil 3VDI-Handbuch Getriebetechnik IIVDI/VDE-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure,Dsseldorf 2003Vervielfltigung auchfr innerbetri

3、ebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedICS 19.020; 21.200Dezember 2003December 2003Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the En

4、glish trans-lation. Frhere Ausgaben: 12.83; 12.02 Entwurf,deutsch;VDI/VDE 2614, zurckgezogenFormer editions: 12/83; 12/02 draft, in German only;VDI/VDE 2614, withdrawnInhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Zweck und Geltungsbereich. . . . . . . . . . 22 Formelzeichen und B

5、enennungen . . . . . . 33 Informationsgehalt . . . . . . . . . . . . . . . 53.1 Teilungsabweichung . . . . . . . . . . . . 63.2 Rundlaufabweichung . . . . . . . . . . . . 73.3 Zahndickenmae . . . . . . . . . . . . . . 74 Messverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . 84.1 Teilungsmessung . . . . .

6、. . . . . . . . . 84.1.1 Ausrichtung des Prflings . . . . . . 84.1.2 Messung der Teilung . . . . . . . . . 84.1.3 Messung der Normalteilungbei Zylinderrdern . . . . . . . . . . 104.1.4 Messung der Eingriffsteilungbei Zylinderrdern . . . . . . . . . . 114.1.5 Spannenmessung beiZylinderrdern . . . . .

7、 . . . . . . . 114.2 Rundlaufmessung . . . . . . . . . . . . . . 124.2.1 Ausrichtung des Prflings . . . . . . 124.2.2 Wahl und Anordnungder Tastelemente . . . . . . . . . . . 124.2.3 Messung des Rundlaufs . . . . . . . 125 Auswertung der Messergebnisse . . . . . . . 135.1 Teilung . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . . . 135.1.1 Teilungsprfung durch Koordinaten- oder Winkelmessung . 135.1.2 Teilungs-Einzelabweichung durchrelative Lngenmessung . . . . . . . 13Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Objective and scope . . . . . . . . . . . . . 22 Symbols and designation

9、s . . . . . . . . . . 33 Information content . . . . . . . . . . . . . . 53.1 Pitch error . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.2 Runout error . . . . . . . . . . . . . . . . 73.3 Tooth-thickness-related dimensions . . . . 74 Measurement methods . . . . . . . . . . . . 84.1 Pitch measurement . . . .

10、. . . . . . . . . 84.1.1 Orientation of the object tobe tested . . . . . . . . . . . . . . . 84.1.2 Measurement of pitch . . . . . . . . 8 4.1.3 Measurement of normal pitchon cylindrical gears . . . . . . . . . 104.1.4 Measurement of contact pitchon cylindrical gears . . . . . . . . . 114.1.5 Span m

11、easurement oncylindrical gears . . . . . . . . . . . 114.2 Runout measurement. . . . . . . . . . . . 124.2.1 Orientation of the objectto be tested. . . . . . . . . . . . . . 124.2.2 Selection and arrangement ofstylus tips . . . . . . . . . . . . . . 124.2.3 Measurement of runout . . . . . . . 125 Ev

12、aluation of measurement results . . . . . 135.1 Pitch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.1.1 Pitch testing by coordinate orangular position measurement. . . . 13 5.1.2 Single pitch error obtainedfrom relative linear measurement . . 13VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und AutomatisierungstechnikFac

13、hausschuss Messen an Zahnrdern und GetriebenB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deut scher Ingenieure, Dsseldorf 2003 2 VDI/VDE 2613Seite5.1.3 Teilungsprfung durchSpannenmessung. . . . . . . . . . . 145.1.4 Unvollstndige Verzahnung . . . . .

14、 155.1.5 Einfluss der Lageabweichungen . . . 165.1.6 Temperatureinfluss. . . . . . . . . . 165.2 Rundlauf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165.2.1 Rundlaufabweichung der Verzahnung . . . . . . . . . . . . . 165.2.2 Einfluss der Lageabweichungen . . . 175.2.3 Taumel . . . . . . . . . . . . . . .

15、. 175.2.4 Exzentrizitt der Verzahnung . . . . 175.2.5 Temperatureinfluss. . . . . . . . . . 186 Aussagefhigkeit der Messungen . . . . . . . 196.1 Teilungsabweichungen . . . . . . . . . . . 196.2 Rundlaufabweichungen und Zahndickenmae . . . . . . . . . . . . . . 197 Kalibrierung und berwachung der Me

16、ssgerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 Auswahl der Messgerte . . . . . . . . . . . . 21Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Vorbemerkung Bedingt durch die berarbeiteten Normen ISO 1328-1und ISO 1328-2 sowie die Herausgabe der techni-schen Reports ISO TR 10 064-1 bis ISO

17、TR 10 064-4war eine berarbeitung der RichtlinienVDI/VDE 2613 und VDI/VDE 2614 sinnvoll gewor-den. Auch die technische Weiterentwicklung derMessgerte fr Zylinderradmessungen fhrte zu derEntscheidung im Fachausschuss Messen an Zahn-rdern und Getrieben“, die oben genannten Richtli-nien dem Stand der Te

18、chnik und der Normung anzu-passen. Auf Grund der messtechnischen Zusammen-hnge zwischen Teilung und Rundlauf wurden diebeiden Richtlinien zu der vorliegenden RichtlinieVDI/VDE 2613 zusammengefasst.1 Zweck und Geltungsbereich In dieser Richtlinie wird die Prfung von Teilung undRundlauf an Zylinderrde

19、rn, Schneckenrdern undKegelrdern behandelt. Eine kurze Beschreibung derMessprinzipien vermittelt dem Anwender eine ber-sicht ber die Verfahren der Teilungs- und Rundlauf-prfung. Mit den getroffenen Festlegungen und Emp-fehlungen soll erreicht werden, dass unter Berck-Page5.1.3 Pitch testing by span

20、measurement . 145.1.4 Incomplete gearing . . . . . . . . . 15 5.1.5 Influence of location errors . . . . . 165.1.6 Temperature influence. . . . . . . . 165.2 Runout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165.2.1 Runout error of gearing . . . . . . . 165.2.2 Influence of location errors . . . . . 175.

21、2.3 Wobble. . . . . . . . . . . . . . . . 175.2.4 Eccentricity of gearing . . . . . . . 175.2.5 Temperature influence. . . . . . . . 186 Information provided by the measurements . 196.1 Pitch errors . . . . . . . . . . . . . . . . . 196.2 Runout errors and tooth-thickness-relateddimensions . . . . .

22、 . . . . . . . . . . . . 197 Calibration and inspection of measuring equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 Selection of measuring equipment . . . . . . 21Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Preliminary noteFollowing revision of the standards ISO 1328-1 andISO 1328-2

23、and issuing of the Technical ReportsISO TR 10 064-1 through ISO TR 10 064-4, itwas convenient to also revise the guidelinesVDI/VDE 2613 and VDI/VDE 2614. Further techni-cal development of the instrumentation for cylindri-cal-gear measurements was another reason for thetechnical committee ”Measuremen

24、ts on gears andgearings“ to decide that the above-mentioned guide-lines should be updated to the state of the art and tocurrent standardisation. Considering the interrela-tionship between pitch and runout in terms of metrol-ogy, the two guidelines were combined to give thepresent guideline VDI/VDE 2

25、613.1 Objective and scope This guideline deals with the testing of pitch and run-out on cylindrical gears, wormwheels and bevelgears. A brief description of the measurement princi-ples gives the user an overview of the methods ofpitch and runout testing. The specifications and rec-ommendations provi

26、ded are meant to ensure that, tak-ing into account the current standards, harmonisedB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 VDI/VDE 2613 3 sichtigung der vorliegenden Normen auch fr dieDurchfhrung der Mes

27、sung einheitliche Kriterien ge-geben sind. Die Festlegungen ermglichen den An-wendern untereinander oder gegenber den Gerte-herstellern, ihre Messergebnisse zu vergleichen. AufGrund der gestiegenen Qualittsanforderungen wirdausfhrlicher als bisher auf die berwachung derPrfgerte fr Verzahnungsmessung

28、en (Messunsi-cherheitsbudget, Rckfhrbarkeit) eingegangen.Hierzu sind in Tabellenform die messtechnischenAnforderungen an Messgerte fr Teilungs- undRundlaufprfungen angegeben, die zur Sicherungder Produktqualitt erforderlich sind.Da in der Richtlinie VDI/VDE 2607 die rechner-untersttzte Auswertung vo

29、n Verzahnungsmessun-gen nur fr Profil und Flankenlinie behandelt ist, wirdin dieser Richtlinie auch auf die Methoden zur Aus-wertung von Teilungs- und Rundlaufmessungen ein-gegangen.2 Formelzeichen und BenennungennNormaleingriffswinkel am TeilzylindertEingriffswinkel am Teilzylinder (Profilwin-kel)

30、Schrgungswinkel auf dem TeilzylinderbGrundschrgungswinkel TeilkegelwinkelePhasenverschiebung zwischen den Rund-laufabweichungen FrBsund FrnBsDMMesskugeldurchmesserd TeilkreisdurchmesserdaKopfkreisdurchmesserdbGrundkreisdurchmesserdmmittlerer TeilkegeldurchmesserdMMesskreisdurchmesserdVV-Kreis-Durchm

31、esserFpTeilungs-GesamtabweichungFpkTeilungs-Summenabweichung ber k Tei-lungenFpkSTeilungsspannen-Summenabweichung,ber k Spannen mit jeweils S TeilungenFpk6S3Teilspannen-Summenabweichung berk = 6 Spannen mit jeweils S = 3 TeilungenFpz/8Teilungs-Summenabweichung ber k =z/8TeilungenFpSTeilungsspannen-G

32、esamtabweichungFrRundlaufabweichungFraKopfkreis-Rundlaufabweichung (bei kopf-berschnittenen Rdern)FrBsRundlaufabweichung nahe der BezugsseiteFrnBsRundlaufabweichung nahe der Nicht-BezugsseitefEingriffswinkelabweichungcriteria are also available for the performance of themeasurement. The specificatio

33、ns allow the users tocompare their measurement results among one an-other, or with those stated by the equipment manufac-turers. Considering the stricter quality requirements,the inspection of the test equipment for gear measure-ments (measurement uncertainty budget, traceability)is dealt with in gr

34、eater detail than before. To this end,the metrological requirements to be met by measur-ing instruments for pitch and runout tests in order toassure product quality are listed in tables.As the guideline VDI/VDE 2607 deals with the com-puter-aided evaluation of gear measurements for pro-file and heli

35、x only, this guideline also includes themethods for evaluation of pitch and runout measure-ments.2 Symbols and designationsnNormal pressure angle, reference cylindertPressure angle, reference cylinder (pressureangle at a point) Helix angle, reference cylinderbBase helix angle Reference cone angleePh

36、ase shift between the runout errors FrBsand FrnBsDMBall diameterd Reference diameterdaTip diameterdbBase diameterdmMean reference cone diameterdMDiameter of the measurement circledVDiameter of the V circleFpTotal pitch errorFpkCumulative pitch error over k pitchesFpkSCumulative pitch-span error, det

37、erminedfrom S spans totalling k pitchesFpk6S3Cumulative pitch-span error over k =6spans, with each S =3 pitchesFpz/8Cumulative pitch error over k = z/8 pitchesFpSTotal pitch-span errorFrRunout errorFraTip runout error (for gears with overlappingtip circles)FrBsRunout error near datum faceFrnBsRunout

38、 error near non-datum facefPressure angle error B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deut scher Ingenieure, Dsseldorf 2003 4 VDI/VDE 2613fKreuzungswinkel zwischen Verzahnungs-achse und Radfhrungsachse (Taumel)fbmmittlere Grundkreisdurchmesser

39、-Abwei-chungfeExzentrizittfeBS(n)Amplitude der Grundwelle nffpTeilungs-Einzelabweichung infolge auer-mittiger PrfachsefFpTeilungs-Gesamtabweichung infolge auer-mittiger PrfachsefFrRundlaufabweichung infolge auermittigerPrflingsaufspannungfHProfil-WinkelabweichungfHFlankenlinien-WinkelabweichungfptTe

40、ilungs-Einzelabweichung im StirnschnittfpnTeilungs-Einzelabweichung im Nor-malschnittfpetEingriffsteilungsabweichung im Stirn-schnittfpenAbweichung der Eingriffsteilung im Nor-malschnittfpenmmittlere Abweichung der Eingriffsteilungim Normalschnittfpetmmittlere Abweichung der Eingriffsteilungim Stirn

41、schnittfpSTeilungsspannen-Einzelabweichungfp3STeilungsspannen-Einzelabweichung berdrei SpannenfptTeilungs-EinzelabweichungfuTeilungssprungh Messebenenabstandj laufende Nummer des Zahns der Einzel-messungk Anzahl der Teilungen je SpanneMdKdiametrales ZweikugelmaMEMesswert der EinzelteilungsmessungMrK

42、radiales EinkugelmaMSMesswert der Spannenmessungm ModulmnNormalmoduln Anzahl der Messwerte (Anzahl der Sttz-punkte)pbnGrundkreisteilung im NormalschnittpbtGrundkreisteilung im StirnschnittpenEingriffsteilung im NormalschnittpetEingriffsteilung im StirnschnittpetmMittlere EingriffteilungpnNormalteilu

43、ng auf dem TeilzylinderptStirnteilung auf dem TeilzylinderRpTeilungsschwankungrbGrundkreisradiusrkMesskugelradiusS Anzahl der Teilungen je SpannefCrossing angle between gearing axis anddriving-gear axis (wobble)fbmMean base diameter error feEccentricityfeBS(n)Amplitude of fundamental wave nffpSingle

44、 pitch error due to eccentric test axisfFpTotal pitch error due to eccentric test axisfFrRunout error due to eccentric clamping ofobject to be testedfHProfile angle deviationfHHelix angle deviationfptTransverse single pitch errorfpnNormal single pitch errorfpetTransverse base pitch errorfpenNormal b

45、ase pitch error fpenmMean normal base pitch errorfpetmMean transverse base pitch error fpSSingle pitch-span errorfp3SSingle pitch-span error over three spansfptSingle pitch errorfuSuccessive pitch errorh Distance to measuring planej Serial number of tooth in single measure-mentk Number of pitches pe

46、r spanMdKDiametral dimension over ballsMEMeasured value of single-pitch measure-mentMrKRadial ball dimensionMSMeasured value of span measurementm ModulemnNormal modulen Number of measured values (number ofmeasuring points)pbnNormal base pitch pbtTransverse base pitch penNormal contact pitch petTrans

47、verse contact pitch petmMean contact pitchpnNormal pitch, reference cylinder ptTransverse pitch, reference cylinderRpPitch variationrbBase radiusrkBall radiusS Number of pitches per spanB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingen

48、ieure, Dsseldorf 2003 VDI/VDE 2613 5 x Profilverschiebungsfaktorz ZhnezahlWeitere Benennungen sind in der Richtlinie VDI/VDE 2612 angegeben.3 InformationsgehaltFlankenbezeichnungBei Zylinder- oder Schneckenrdern ist eine derStirnflchen als Bezugsseite zu whlen und mit Bs“Bezugsseite (oder I“) zu ken

49、nzeichnen. Die andereStirnflche kann als Nicht-Bezugsseite mit nBs“(oder II“) bezeichnet werden.Fr einen Beobachter, der so auf die Bezugsseitesieht, dass der Zahn mit der Kopfflche nach obenzeigt, befindet sich die rechte Flanke des Zahns rechtsund die linke Flanke des Zahns links. Rechte undlinke Flanken werden mit dem Buchstaben R“ bzw.L“ bezeichnet (Bild 1). Diese Festlegung gilt frAuen- und Innenverzahnungen.Bei Kegelrdern ist di