Należyta praca koła zębatego zależna jest w znacznej mierze od wielkości sumarycznego błędu, składającego się z odchyleń kształtu koła podziałowego i odchyleń od współosiowości tego koła z otworem osiowym (lub czopem). Ten błąd sumaryczny określa się na przyrządach znanych pod nazwą przyrządów do wszechstronnego sprawdzania kół zębatych. Temu rodzajowi kontroli podlegają z reguły wszystkie koła zębate. Sprawdzenie wykonuje się przez zazębianie kontrolowanego koła zębatego z kołem wzorcowym. Sprawdzanie przez zazębianie z kołem wzorcowym przeprowadza się nie tylko podczas ostatecznej kontroli kół zębatych, ale i w czasie obróbki (kontrola międzyoperacyjna) oraz w czasie ustawiania obrabiarek do kół zębatych. W przyrządach do wszechstronnej kontroli kół zębatych rejestruje się w różny sposób wychylenie sprawdzanego lub wzorcowego koła zęba­tego w kierunku prostopadłym do osi; wychylenia te spowodowane są przez błędy wykonanego koła zębatego wykrywane przy zazębianiu się bez luzu koła obrobionego z kołem wzorcowym. Schemat takiego przyrządu przedstawiono na rys. 356. Koła zębate dociskane są do siebie w sposób usuwający boczny luz między zębami. Czujnik wykazuje zmianę odległości między osiami kół, a przy obracaniu koła wzorcowego wahania jego strzałki określają niewspółosiowość śred­nicy podziałowej koła obrabianego oraz inne błędy zazębienia. Na tej za­sadzie opierają się różnego typu przyrządy do wszechstronnej kontroli różnych kół zębatych. Na rys: 357 przedstawiono przyrząd do sprawdzania zazębienia koła zębatego z wałkiem do napędu skrzynki biegów, przy czym koło zakłada się w kłach, a na rys. 358 przyrząd do kontroli takiego samego koła, mo­cowanego przez uchwycenie czopów. Czopy wałka 1 umieszcza się w dwóch otwierających się podtrzymkach 2 i 3 zaopatrzonych w rolki, a wieniec wprowadza się w zazębienie z kołem zębatym wzorcowym 4 osadzonym na tulei 5 kołka 6 zamocowanego na ruchomej płycie 7. Płyta ta może przesuwać się po górnej płaszczyźnie korpusu 8, tocząc się na kulkach 9 umieszczonych w pryzmatycznych prowadnicach płyt i kor­pusu. Sprężyna 10 przyciąga płytę, dociskając wzorcowe koło 4 do spraw­dzanego koła 1. Przy ręcznym pokręcaniu sprawdzanego koła bicie podziałowego koła wieńca będzie powodowało odsuwanie się zazębionego z nim koła wzor­cowego wraz z płytą od położenia nominalnego ustalonego przy założeniu w kłach wzorcowego koła z wałkiem. Te przesunięcia poziome są wyka­zywane przez czujnik 11 osadzony na stojaku 12, który jest umocowany na korpusie i przechodzi przez wykrój 13 w płycie. Czujnik wskazuje zmianę położenia kołka 14 osadzonego w płycie. Przy większej skali produkcji stosowane są wygodniejsze i czulsze przyrządy zaopatrzone w aparaty samopiszące. W odróżnieniu od przy­rządu przedstawionego na rys. 356; trzpień koła wzorcowego jest wówczas osadzony nie na płycie przesuwnej, lecz na obrotowym wsporniku. Wspornik z kołem wzorcowym jest dociągany przez sprężynę do wspor­nika z badanym kołem zębatym, co powoduje wzajemne dociskanie wień­ców zębatych. Przy ręcznym pokręcaniu kół za pomocą korby lub przy napędzie za pomocą małego silnika elektrycznego nieprawidłowości za­zębiania wywołują odchylanie się wspornika z kołem wzorcowym. Za pośrednictwem układu dźwigni odchylenia te są przekazywane urządze­niu samopiszącemu. Skala wykresu na przesuwającej się ruchem ciągłym taśmie papierowej wynosi 200 : 1. Na taśmie nakreślone są proste rów­noległe, odległość między którymi odpowiada błędowi zazębienia o wiel­kości 0,025 mm (rys. 359). Na przyrządach podobnego typu można również sprawdzać grubość zęba, bicie jego zarysu itd. Grubość zęba sprawdza się na takich przy­rządach przy pomocy wzorcowego koła zębatego o dokładnie zmierzonej grubości zębów. Z odległości między osiami kontrolowanego i dociśnię­tego doń koła wzorcowego oblicza się grubość zębów koła kontrolowanego. Wadą omówionych przyrządów do wszechstronnego sprawdzania kół zębatych jest zazębianie się bez luzu koła wzorcowego z kołem kontro­lowanym; w zetknięciu z zębem wzorca pozostają przy tym zarysy dwóch zębów kontrolowanego koła zębatego. Pod wpływem siły docisku ząb koła wzorcowego jakby wklinowywuje się we wrąb koła kontrolowanego do chwili w której nastąpi zazębienie dwóch zarysów. Zazębienie takie nie odpowiada realnym warunkom pracy pary kół zębatych i dlatego wynik kontroli na przyrządach z zazębieniem dwóch zarysów ma charakter umowny. Przyrządy do wszechstronnej kontroli kół zębatych z zazębieniem pojedynczych zarysów, tj. z bocznym luzem mię­dzy zębami koła kontrolowanego i wzorcowego wykazują odchylenia w stosunku do rzeczywistych podstawowych wymagań stawianych współ­pracy pary kół zębatych. Przy wszechstronnej kontroli według tej metody sprawdzane i wzorcowe koła zębate zazębiają się przy zachowaniu no­minalnej odległości między osiami. Przy ich pokręcaniu wykazywane są odchylenia chwilowych stosunków przełożenia odpowiadające współpracy koła kontrolowanego z kołem wzorcowym względem teoretycznego sto­sunku przełożenia pary kół. W pracach teoretycznych z zakresu badań przekładni zębatych usta­lono, że głównym wymaganiem stawianym należytej współpracy kół zębatych jest konieczność zachowania stosunku przełożenia i w dowolnej chwili pracy pary kół Wahania stosunku przełożenia wynikają z błędów zazębienia. Przez wyznaczanie chwilowej zmiany stosunku przeło­żenia pary kół, tj. płynności ruchu badanego koła zębatego współpracu­jącego z kołem wzorcowym, określa się błąd wykonania koła kontrolo­wanego. Zasadniczy schemat przyrządów do kontroli płynności zazębienia przez wyznaczanie zmian chwilowych stosunków przełożenia przy zazę­bieniu pojedynczych zarysów zębów przedstawiono na rys. 360. Parę zazę­bionych kół zębatych 1 i 2 osadza się na trzpieniach 3 i 4. Jednocześnie szczelnie przylegają do siebie tarcze 5 i 6, których średnice odpowiadają średnicom podziałowym kół zębatych 1 i 2. Tarcza 6 jest osadzona trwale na wale 3 i obraca się z tą samą prędkością kątową co i koło zębate 1. Tarcza 5 jest osadzona na tulei 7, przez którą jest przesunięty wałek 4 z zamocowanym na nim kołem zęba­tym 2. Tak więc tulejka 7 z tarczą 5 oraz wałek 4 mogą obracać się z róż­nymi prędkościami kątowymi. Para cierna (tarcze 6 i 5) obraca się przy stałym stosunku przełożenia odpo­wiadającym właściwej współpracy kół zębatych. W przypadku naruszenia teore­tycznego stosunku przełożenia nastę­puje kątowe przesunięcie wałka 4 względem tulejki 7, wykazywane przez aparat samopiszący (lub czujnik) urządzenia mierniczego 8. Na rys. 361 przedstawiono konstrukcję przyrządu do wszechstron­nego sprawdzania kół zębatych przy zazębieniu pojedynczych zarysów zębów. Przyrząd ten jest oparty na zasadzie planetarnego obiegu koła wzorcowego dookoła nieruchomego koła kontrolowanego. W żeliwnej płycie 1 tego przyrządu osadzona jest przez wcisk oś 2 z umieszczoną w jej górnej części nieruchomą tarczą cierną 3. Oś 2 zaopatrzona jest w kieł 4, na którym opiera się trzpień 5 ze sprawdzanym kołem zębatym. Z góry trzpień 5 jest podtrzymywany przez kieł osadzony w ruchomej tulejce 6, obciążonej sprężyną 7. Tulejka 6 z kłem górnym może przesuwać się we wsporniku 8 i jest dosuwana przez zacisk mimośrodowy 9. Dookoła osi 2 obraca się stół 12, opierający się na płycie 1 za pośred­nictwem pierścieni oporowych 10 i 11, między którymi mieszczą sie kul­ki 13. Na obrotowym stole 12 zmontowany jest ruchomy wspornik 14, zawieszony na dwóch rzędach kulek 15, poruszający się w bruzdach pryz­matycznych. Dwie sprężyny 16 (przekrój C—C) odpychają wspornik 14, co powo­duje zbliżenie wrzeciona 17 do osi 2 aż do zetknięcia obracającej się tar­czy ciernej 1S z nieruchomą tarczą 3. W ten sposób przesuwanie się wspornika 14 z wrzecionem 17 powoduje zetknięcie się tarcz 3 i 18, a obrót stołu 12 toczenie się tarczy 18 po obwodzie nieruchomej tarczy 3. Współpracujące (lub wzorcowe) koło zębate 19, umieszczone na wrze­cionie 17, obraca się przy tym z tą samą prędkością kątową co i tarcza 18, tocząc się po zębach nieruchomego (kontrolowanego) koła zębatego. W przypadku idealnej jakości zębów obu kół stosunki przełożenia pary tarcz i pary kół będą jednakowe i koło umieszczone na trzpieniu 5 pozo­stanie nieruchome. W razie występowania błędów w zębach zazębiającej się pary kół chwilowy stosunek przełożenia tych kół będzie się zmieniał. Wahania ką­towe kontrolowanego koła zębatego i trzpienia 5 są przenoszone przez jarzmo 20 i kołek 21 na dźwigienkę 22, poruszającą się wahliwie na ło­żysku utworzonym przez dwie sekcje kulek 23 i stożkowe wytoczenie w środkowej części dźwigienki 22. Wahanie tej dźwigienki dookoła osi pionowej jest przenoszone na czujnik 27 za pomocą układu dźwigienek (części 24, 25, 26 — przekrój A—A). Przyrząd ten może być używany zarówno do kontroli jak i doboru par kół zębatych. W tym ostatnim przypad­ku zamiast wzorca 19 na trzpieniu osa­dza się koło, które powinno współpraco­wać z kołem kontrolowanym. Wadą przyrządów do sprawdzania kół przy zazębieniu pojedynczych zarysów zębów jest ich stosunkowo skomplikowana kon­strukcja. W razie konieczności dokładniejsze­go wyznaczania poszczególnych błędów zazębienia, sprawdza się następujące główne elementy zęba: podziałkę zębów (równomierność i wielkość bezwzglę­dną), grubość zęba, prawidłowość zary­su i prawidłowość układu zęba (stożkowość lub spiralność zęba). Podziałkę zębów można sprawdzać sztywnymi lub czujnikowymi grani­cznymi sprawdzianami szczękowymi (rys. 362). W większości przypadków sprawdzanie podziałki polega na pomia­rach jej nierównomierności, a nie jej wielkości bezwzględnej. Przy posługiwaniu się szczękowymi sprawdzianami czujnikowymi można również zmierzyć stożkowatość lub spiralne wygięcie zębów w kierunku osi koła zębatego, mierząc zęby na obu czołach wieńca. Do sprawdzania podziałki stosowane są również przyrządy specjalne. Na rys. 363a przedstawiono układ przyrządu do kontroli równomierności podziałki. Przyrząd opiera się dwoma palcami 1 na dnie wrębów; posiada on nieruchome oparcie 2 i ruchomą dźwignię pomiarową 3, połączoną z przyciskiem czujnika 4. Przestawiając przyrząd po obwodzie koła można określić równomierność podziałki zębów na całym wieńcu. Stosowane są również przyrządy do pomiaru podziałki przy wyko­rzystaniu jako bazy pomiarowej powierzchni zewnętrznej zębów (rys. 363b) lub osi koła; te ostatnie są najdokładniejsze. Stosuje się jeszcze specjalne maszyny do mierzenia podziałek o dzia­łaniu półautomatycznym, zapewniające dużą wydajność przy dokonywa­niu pomiarów podziałki koła zębatego. W maszynach tych koło zębate osadza się na trzpieniu lub zakłada w kłach (bazą pomiarową jest oś koła). Na gło­wicy pomiarowej umieszczony jest suport z jednym ruchomym i jednym nie­ruchomym palcem dotykowym (rys.364). Położenie palca ruchomego przy jego zetknięciu z powierzchnią zęba ustala się przy pomocy przycisku umieszczo­nego na głowicy pomiarowej czujnika. Kontrolowane koło zębate jest pokręca­ne automatycznie dla umożliwienia zmierzenia każdego zęba i głowica zbli­ża się do wrębu, aż do zetknięcia się palca nieruchomego z powierzchnią jednego zęba; następnie palec ruchomy zostaje automatycznie dosunięty do po­wierzchni drugiego zęba. Wydajność tych maszyn wynosi około 30 pomiarów na minutę. Maszyny te również często wyposaża się w aparaty samopiszące. Grubość zęba można sprawdzać suwmiarką modułową (rys. 365) przez pomiar długości cięciwy zęba w określonej odległości od koła wierzchołko­wego (zewnętrzna cylindryczna powierzchnia wieńca). Kontrolę tę prze­prowadza się w celu wyznaczenia luzów międzyzębnych współpracujących par kół zębatych. Suwmiarka modułowa styczna (rys. 366) jest stosowana do wyzna­czania promieniowego położenia zęba zarysu odniesienia ') względem osi koła zębatego. Suwmiarka ta ma dwie szczęki, których powierzchnie two­rzą kąt równy podwójnemu kątowi przyporu; jest ona zaopatrzona w czuj­nik z końcówką pomiarową opierającą się o łuk wierzchołka zęba. Oś tej końcówki dzieli na połowy kąt pomiędzy powierzchniami pomiarowymi szczęk. Przy posługiwaniu się suwmiarkami bazą pomiarową jest zewnętrzny zarys wierzchołka zęba i jego niedokładność odbija się na wskazaniach przyrządów. Dokładność pomiaru dokonywanego tymi przyrządami nie przewyższa 0,02 0,03 mm. W kołach o małych średnicach grubość zęba i wielkość przesunięcia zarysu odniesienia sprawdza się mikrometrami, zaopatrzonymi w koń­cówki kuliste wprowadzane w przeciwległe wręby międzyzębne. Przyrządy i maszyny do pomiaru podziałki mogą być wykorzystane również do kontroli grubości zęba. W tym celu opiera się ruchome i nie­ruchome palce dotykowe na obu bocznych powierzchniach jednego i tego samego zęba. Prawidłowość zarysu zęba kontroluje się na przyrządach pro­jekcyjnych, zwanych projektorami i na przyrządach mierniczych zwa­nych ewolwentomierzami. Na ekran projektora rzuca się zarys zęba powiększony zwykle 100 razy. Dla umożliwienia określenia wielkości odchyleń kontrolowanego zęba na ekranie odtwarza się rów­nież szereg krzywych zarysu zęba, w równej odległości od siebie. Cień kontrolowanego zęba rzuca się w tej samej skali na ekran i usta­wia odpowiednio względem odtwo­rzonego na ekranie prawidłowego zarysu danego zęba. Tym przyrzą­dem można sprawdzać zęby kół zę­batych o dowolnym zarysie. Ewolwentomierze są to przy­rządy, których końcówka pomiaro­wa opisuje na powierzchni kontrolowanego zęba ewolwentę. Osiąga się to przez składanie dwóch ruchów palca - obrotowego po obwodzie koła i postępowego — stycznego do tego obwodu. Jeśli zarys powierzchni zęba wykazuje odchylenia od ewolwenty, palec pomiarowy zbacza z założo­nego toru i przekazuje odpowiednie odchyłki czujnikowi lub przyrządowi samopiszącemu, które wskazują wielkość odchyleń. Na rys. 367 przedstawiono jeden z takich przyrządów z wymiennymi tarczkami odpowiadającymi kołom zasadniczym. Palec 2 przyrządu do­tyka bocznej powierzchni zęba koła zębatego 3, osadzonego na jednej osi z okrągłą tarczą wzorcową 1, której średnica jest równa średnicy koła zasadniczego sprawdzanego koła zębatego. Przy pokręcaniu ręką kółka 4 listwa 5 wprawia w ruch obrotowy stykającą się z nią tarczę wzorcową 1. Jednocześnie obraca się spraw­dzane koło zębate. Za pośrednictwem układu dźwigni palec 2 przekazuje odchyłki zarysu przyrządowi samopiszącemu 6, przy czym są one reje­strowane w powiększeniu 250krotnym. Jeśli zarys zębów ma prawidłowy kształt ewolwenty, wykres będzie miał wygląd przedstawiony na rys. 367 — I, a wykreślona rysikiem linia będzie równoległa do podstawowej linii prostej. Linia falista wykazuje odchylenia od idealnej ewolwenty; wymiar H (rys. 367 — II) odpowiada odchyleniu profilu ewolwenty powiększonemu 250 razy. Wadą przyrządu jest zbyt mała skala wykresu. Przyrządy czujnikowe oparte na podobnej zasadzie działania osiągają dokładność pomiarów w granicach 3—4 u.