齒輪經(jīng)過調(diào)質(zhì)、滲碳、淬火處理后的硬度，關(guān)系到這個(gè)齒輪的耐磨性和使用壽命。臺(tái)式硬度計(jì)測(cè)試頭一般是固定的，難以貼合齒面或深入齒根部位；而手持便攜式硬度計(jì)可以靈活調(diào)整角度，方便在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)量。齒輪不同部位適合使用的便攜式硬度計(jì)也有區(qū)別，齒輪體用常規(guī)里氏硬度計(jì)D型沖擊裝置即可，齒面可以使用超聲波硬度計(jì)測(cè)量，DL型沖擊裝置里氏硬度計(jì)適合齒根硬度檢測(cè)。

一、為什么齒輪不同部位不能共用同一種便攜式硬度計(jì)？

實(shí)際檢測(cè)的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)齒輪不同位置的結(jié)構(gòu)不一樣，齒輪端面的面積相對(duì)開闊，相對(duì)容易測(cè)量。齒面一般是曲面形態(tài)，而且檢測(cè)會(huì)受到齒寬、齒距之間的空間限制。齒根是一個(gè)過渡圓角的窄槽，常規(guī)探頭無法伸入貼合測(cè)點(diǎn)。

二、齒輪端面、齒面、齒根分別用哪種硬度計(jì)？為什么？

1、齒輪端面：LS252D里氏硬度計(jì)

齒輪端面相比齒面和齒根更加平整，測(cè)量面積大，探頭容易保持穩(wěn)定，因此齒輪端面選擇便攜硬度計(jì)的重點(diǎn)是容易操作，可以快速進(jìn)行多個(gè)位置批量檢測(cè)。

LS252D里氏硬度計(jì)采用沖擊法檢測(cè)，沖擊體撞擊被測(cè)材料表面后回彈，用沖擊體沖擊速度和回彈速度的比值計(jì)算里氏硬度值。里氏法原理相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)操作要求不高，適合現(xiàn)場(chǎng)快速抽檢。

但是如果測(cè)量的齒輪尺寸比較小的話，在沖擊體沖擊下容易產(chǎn)生振動(dòng)和變形，測(cè)量數(shù)據(jù)就不太準(zhǔn)確了。不滿足里氏硬度計(jì)質(zhì)量厚度要求的，例如LS252D里氏硬度計(jì)要求被測(cè)物最小質(zhì)量5kg，最小厚度25mm，又不想在生產(chǎn)線上花費(fèi)大量時(shí)間耦合支承的小型齒輪端面，也可以考慮用UCI超聲波硬度計(jì)檢測(cè)。

檢測(cè)齒輪端面時(shí)不建議只測(cè)一個(gè)點(diǎn)，可以在端面劃分多個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量，計(jì)算平均值。測(cè)量前注意清潔測(cè)量表面，探頭需垂直接觸被測(cè)表面。

2、齒面：LS256超聲波硬度計(jì)

齒輪齒面和端面的結(jié)構(gòu)有很大不同，表面通常為曲面，相鄰齒之間距離比較小，一些小型齒輪的檢測(cè)空間更是有限，需要選擇探頭能夠穩(wěn)定接觸齒面的便攜式硬度計(jì)。

LS256超聲波硬度計(jì)探頭端部是一顆小金剛石，測(cè)量時(shí)用一個(gè)較小的測(cè)試力將探頭壓入工件表面，通過超聲波頻率變化計(jì)算硬度值。超聲波硬度計(jì)檢測(cè)區(qū)域較小，而且不需要像里氏法一樣用沖擊體回彈來測(cè)量，對(duì)齒輪工件的質(zhì)量厚度要求較低，很適合小齒輪硬度檢測(cè)。

測(cè)量時(shí)硬度計(jì)探頭要穩(wěn)定貼合齒面，盡量避開明顯有缺陷或劃痕的位置。使用超聲波硬度計(jì)檢測(cè)要注意材料表面粗糙度不能太大，檢測(cè)前盡量將測(cè)量位置打磨平整光滑。如果要測(cè)量的是滲碳、淬火齒輪，需要明確測(cè)的是表面硬化層的硬度，還是要測(cè)齒輪基體的硬度。

3、齒根：LS252DL里氏硬度計(jì)

齒根位于兩個(gè)齒之間的底部，測(cè)量空間狹窄，齒槽的結(jié)構(gòu)也會(huì)限制操作角度，普通探頭難以伸入齒根測(cè)量。

LS252DL里氏硬度計(jì)探頭位置是一個(gè)的長(zhǎng)桿形狀，能夠深入到齒輪齒槽的狹窄空間測(cè)量，很適合用來檢測(cè)齒根硬度。

三、實(shí)際檢測(cè)案例：不同硬度計(jì)分別檢測(cè)齒輪不同位置

分別用LS252D、LS256和LS252DL檢測(cè)齒輪端面、齒面和齒根，每個(gè)位置各設(shè)置5個(gè)測(cè)點(diǎn)，取平均值。

這三款儀器都可以切換多種硬度制式，本次試驗(yàn)將三款儀器均設(shè)為“HRC”硬度制式，選擇測(cè)量材料為“碳鋼”或“鋼和鑄鋼”。

測(cè)量前清潔好測(cè)量區(qū)域，超聲波硬度計(jì)直接將探頭垂直按壓在工件表面，檢測(cè)時(shí)需保持手部穩(wěn)定，按壓力道均勻。

里氏硬度計(jì)測(cè)量前需懸空握住黑色套筒下壓加載沖擊體，而后將探頭放在測(cè)量位置上，按下頂部按鈕釋放沖擊體測(cè)量。禁止在測(cè)量位置直接加載沖擊體，又在同一位置釋放，避免加載時(shí)在工件表面壓下小凹坑影響檢測(cè)數(shù)據(jù)。

本次測(cè)試記錄如下：

需要注意里氏硬度和超聲波硬度檢測(cè)原理不同，原則上不同硬度計(jì)測(cè)量數(shù)值不能直接對(duì)比。如果一定要對(duì)比檢測(cè)數(shù)據(jù)，建議工廠實(shí)測(cè)多個(gè)均勻材料，建立不同儀器之間的數(shù)據(jù)換算曲線。

選擇便攜式硬度計(jì)檢測(cè)齒輪硬度時(shí)，需要明確齒輪的材料、測(cè)量位置的結(jié)構(gòu)和探頭是否方便接觸等問題。如果要同時(shí)檢測(cè)齒輪端面、齒面和齒根，可以根據(jù)不同位置分別選擇合適的儀器，不要強(qiáng)行用一種硬度計(jì)完成所有測(cè)量。