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Wälzrad.
Die gebräuchlichen Zahnräder füur Arbeitsübertragung werden mit Evolventen-oder Zykloiden-Verzahnung ausgeführt. Wenn die Zahnrichtung von Stirn- oder Kegelrädern in einer Ebene mit der Drehachse liegt, mol bei allen Verzahnungen zur Erzielung gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit der getriebenen Welle, mit anderen Worten, zur Vermeidung von Stössen, der Eingriffweg zweier zusammenarbeitender Zähne grösser gemacht werden als die Strecke einer Zahnteilung. Auf Grund dieser Bedingung sind Regeln für die Formgebung von Verzahnungen entstanden, nach denen die Kopfhöhe der Zähne 0*3 t und deren Fusshöhe 0'4 t gemacht wird, wenn t die Zahnteilung im Teilkreis bedeutet.
In Fig. 1 zeigen die punktierten Zahnformen eine Evolventen-Verzahnung, für welche die Eingriffslinie a mit einem Neigungswinkel zur Teilkreistangente von 150 angenommen
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Verzahnung durch zwischen den Zahlen 1 bis 20 abwechselnd schwarz und weiss abgesetzte Einzellagen dargestellt. Von diesen kommen die Strecken gleicher Zahl gegenseitig zum Gleiten.
Aus diesen Erörterungen folgt, dass sich in bezug auf den möglichen spezifischen Zahndruck und die Reibungsabnutzung der Zähne eine bedutende Verbesserung erzielen lässt, wenn das gegenseitige Gleiten der Zähne ganz oder fast ganz vermieden wird. Wie aus der tangentialen Berührung der beiden Teilkreise folgt, ist dies möglich, wenn die gegenseitige Berührung oder Kraftübertragung der Zaline nur im Berührungspunkt der Teilkreise oder in dessen nächster Umgebung stattfindet, mit ar. deren Worten, wenn die Eingriffastrecke auf einen Punkt oder auf eine wesentlich kleinere Strecke ais eine Zahnteilung vermindert wird.
Das ist unter Wahrung der Gleichförmigkeit der Winkel- gescbwindigkeit ohnewc'iters erreichbar durch die bekannte schrauben- oder pfeilförmige Anordnung der Zahne, welche durch die Fig. 5 und 6 angedeutet ist. Eine Hälfte der in
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Die abgewickelte Länge eines Zahnes kann man, auf den Teilkreisdurchmesser bezogen, & Ia Wälzstrecke bezeichnen, im Gegensatz zur, Eingrifastrecke der Umfangsrichtung.
Da es nach den vorstehenden Erorterongen möglich ist, die Eingriffsstrecke in der' Umfangsrichtung auf die nächste Umgebung des Teìlkreisbertihrungspunktcs zu beschränken, ist ein Mittel gegeben, das Aufeinandergleiten der Zahnflanken fast gänzlich zu vermeiden, wenn man die Zähne der gebräuchlichen Verzahnungen Fig. 1 und 2 so umformt, wie durch die stark ausgezogenen Formen dieser beiden Figuren gekennzeichnet.
Es ist in Fig. 1 die durch die Hilfskreise 1 eingeschlossene Strecke der punktierten Zahnformen beibehalten. Die innerhalb der inneren und ausserhalb der äusseren Hüfs- kreise l liegenden Teile der Zahnform sind gegen die ursprüngliche Form stark hinterschnitten, so dass sie nicht um Eingriff kommen. Es wird also hiedurch die Eingrifs- strecke für diese Verzahnung von d, e und M, n vermindert. Dementsprechend tritt bei der Zykloiden-Verzahnung (Fig. 2) eine Verminderung der Eingriffsstrecks von g, f auf o, p ein. Durch diese Massnahmen ist, wie die Flg. 1 und 2 zeigen, eine bedeutende Ver- kürzung der Zahnlänge und dadurch auch mit Rücksicht auf die Biegungsbeanspruchungen der Zähne eine erhöhte spezifische Belastung der Zähne möglich.
Gegenüber der üblichen
Verzahnung tritt bei der den Erfindungsgegenstand bildenden eine bedeutende Erhöhung der spezifischen Zahnpressnng ein, weil die Berührung geometrisch anstatt in einer Linie nur in einzelnen Punkten erfolgt. Dieser Umstand ist belanglos, da man, wie Kugellager und Eisenbahnradreifen beweisen, solche spezifische Druckfestigkeit des Materials steigern kann, wenn die Übertragung mit keiner nennenswerten Flächengleitung verbunden ist. Unter der Voraussetzung punktförmiger Berührung in der Umfangsrichtung ist es nicht erforderlich, die Eingriffslinie bei Evolventen-Verzahnung, wie in Fig. 1 angenommen, zur Tangente des
Teilkreisberührungspunktes geneigt zu legen. Sie verliert bei Pnnktbernhrung überhaupt ihre Bedeutung.
Wenn man daher, wie in Fig. 7, die beiden Teilkreise als Wälzkreise betrachtet, so werden die Wälzkurven q in nächster Nähe des Teilkreisberührungspunktes radial, während sie nach Fig. 1 zum Radius geneigt sind. Bei einer derartigen Verzahnung verschwindet somit die nach Fig. 1 vorhandene radiale Komponente des Zahndruckes. Die
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pupktes wieder hinterschnitten. so dass die tangentiale Eingriffslinie, geometrisch betrachtet, ein Punkt wird. In Wirklichkeit wird sie auch hier wegen der elastischen Zusammen- pressung. des Zahnmateriales in einer kurzen Linie vor und hinter dem Teilkreisberührungspunkt verlaufen.
PATENT-ANSPRÜCGEl
1. Walzrad, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahneingriff kleiner als eine Zahnteilung Ist und die Zähne schrauben- oder pfeilformig ausgebildet sin.