齿轮的洛氏硬度检测方法
齿轮是机器中传递扭矩、调整速度及改变运动方向的重要零件，在装备制造、交通运输等领域应用十分广泛。许多齿轮的服役条件都很恶劣。齿轮工作时，齿根要受到交变弯曲应力，齿面要受到磨擦力、交变接触压应力及冲击载荷。如果制造不当，就会造成齿轮断齿、齿面磨损或齿面接触疲劳破坏，造成齿轮这一重要零件的早期失效。
大多数齿轮都要求心部具有高的强度和韧性，齿面要具有高的硬度、耐磨性和抗疲劳强度。为实现这一目的，通常要对齿轮毛坏做调质处理，对齿面做表面淬火或渗碳、渗氮处理。困此齿面硬度和硬化层成为代表齿轮质量的两项重要指标。
齿轮的硬度检测在很长一段时间因为齿面受条件的限制用洛氏法无法测量而不得不用可靠性不高的里氏或E型肖氏来测定。如何实现在生产现场对齿轮齿面进行快速、方便、无损、精确的硬度检测，一直以来都是业内的一个难题。原来国内没有这样的仪器，国外能检齿轮洛氏硬度仪器的价格又很高。如果有检测齿轮的齿面硬度大多采用切齿之后到实验室里进行洛氏的硬度检测。现在沈阳天星试验仪器有限公司生产了一款专门检测齿轮硬度的洛氏硬度计，可对齿轮进行快速、方便、无损的洛氏硬度检测。
一、天星齿轮硬度计的原理与结构
天星齿轮洛氏硬度计是按照洛氏硬度试验原理来设计的。硬度计采用用120°金刚石压头，62.5 kg试验力，利用HRC:HR62.5=2:1(压痕深度比)的关系直接显示HRC硬度值。
仪器测试时，根据待测齿轮的总齿数z，查表或根据公式计算出应跨齿数k，将仪器的测量臂和夹持臂跨接到k个齿上，夹紧之后，仪器压头会正好位于待测齿的分度圆位置，并且与齿面垂直，如下图：
仪器的试验力由测量单元中经过精密校正的弹簧产生，由加力手柄控制施加初试验力和总试验力，试验力经过测量杆传递到金刚石压头上，并且试验力的方向由垂直向下方向改变为与压头轴线方向相同。这一试验力正好与测量点附近的齿面相垂直。
施加试验力后，齿面上的压痕深度位移量经过测量杆传递到指示表上，指示表的指针会指到对应的HRC硬度值上。仪器试验力由可溯源的测力仪校正，仪器的硬度测量值由可溯源的标准洛氏硬度块校正。一台校正好的仪器，其硬度测量可以保证在1.5 HRC之内。天星齿轮硬度计是由指示表、测量单元、测量杆、测量臂、滑动臂、横梁、压头组件等组成。指示表通过测量压痕深度指示测得的硬度值。测量单元通过加力手柄控制产生初试验力和总试验力。藏于测量单元和测量臂内的测量杆用于传递试验力和压痕深度位移量信息。测量臂和滑动臂通过测量面和夹持面夹住应测跨的k个齿。横梁为滑动臂提供支撑。压头组件可精确地将试验力传递到金刚石压头上，将压头压入齿面，同时将压痕深度位移量传递到测量杆。
二、天星齿轮硬度计使用方法
1. 查看随机附带说明书中的表一或按公式“k=z/9的整数部分+1”，根据待测齿轮的总齿数z，确定跨齿数k。
2. 固定好待测齿轮，使仪器靠近待测齿轮。
3. 调节夹紧手柄，使仪器测量臂和夹持臂跨到k个齿上。
4. 如果仪器无法跨到k个齿上，或者跨到k个齿上后无法夹紧，此时应改变夹持臂的位置（使用5 mm内六角扳手从滑块上卸下夹持臂，安装到新的位置），使得在转动夹紧手柄时测量臂和夹持臂可以跨到k个齿上，并且可以将齿轮夹紧。
5. 调节限位螺杆1，使测量臂上金刚石压头的测量点位于齿轮的分度圆位置（大约在齿高的中间位置）。
6. 调节限位螺杆2，使夹持臂上的夹持平面位于齿轮的分度圆位置（大约在齿高的中间位置）。
7. 转动夹紧手柄，将齿轮夹紧。
8. 将加力手柄移到初试验力Ⅱ的位置。
9. 转动指示表表圈，使大指针指向0。
10. 将加力手柄移到总试验力Ⅲ的位置。
11. 待大指针停止移动之后，将加力手柄移到初试验力Ⅱ的位置。
12. 读取硬度值。此硬度值即为被测齿轮的洛氏硬度值。
注：完成一次测量之后，必须将加力手柄移回到起始位置Ⅰ，否则在下次测量时金刚石压头可能被损坏。