CH271703A - Method and machine for cutting bevel gears with curved teeth using the continuous hobbing process. - Google Patents

Method and machine for cutting bevel gears with curved teeth using the continuous hobbing process.

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CH271703A
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Mammano Benedetto Ing Dr
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Mammano Benedetto Ing Dr
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    • B23F9/10Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob with a face-mill
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23F21/223Face-mills for longitudinally-curved gear teeth with inserted cutting elements
    • B23F21/226Face-mills for longitudinally-curved gear teeth with inserted cutting elements in exchangeable arrangement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  

  Verfahren und Maschine zum Schneiden von Kegelzahnrädern mit gekrümmten  Zähnen nach dem kontinuierlichen Abwälzverfahren.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren     zum     Schneiden von     Kegelzahnrädern.    mit ge  krümmten Zähnen nach dem kontinuierlichen  Abwälzverfahren, unter Benützung eines als  Scheibe ausgebildeten, eine Mehrzahl von  fest angeordneten Messern tragenden     Werk-          zeuges,    welches um eine Achse drehbar ist,  die parallel zur Achse des ideellen Plankegel  rades der herzustellenden Verzahnung steht,  wobei Werkzeug und Werkstück eine konti  nuierliche     Drehbewegung    ausführen. Die Er  findung betrifft im weiteren eine Maschine  zur Durchführung dieses Verfahrens.  



  Bei einer bekannten Maschine dieser Art  arbeiten alle Messer des Werkzeuges während  einer vollständigen Umdrehung desselben in  einer einzigen Zahnlücke. Die meisten Messer  des     Werkzeuges    dienen dabei zum Vorschnei  den, nur ein einziges Messerpaar, dessen  Messer einander gewöhnlich diametral gegen  überstehen, ist für die Fertigbearbeitung vor  gesehen. Neben gewissen. Vorteilen dieser be  kannten Maschine besitzt sie aber den Nach  teil einer     langsamen    Arbeitsweise, da wäh  rend einer Umdrehunf- des Werkzeuges nur  ein einziger Zahn bearbeitet wird.  



  Zur Behebung dieses Nachteils wurde  schon versucht, während einer einzigen Um  drehung des Werkzeuges eine Mehrzahl von  Zähnen durch die Schneidmesser bearbeiten  zu lassen. Dieser Gedanke konnte aber aus  den nachstehend genannten Gründen bis jetzt  nicht praktisch verwirklicht werden.    Es ist bekannt, dass das kontinuierliche  Abwälzverfahren die gileichzeitige Drehung  des Werkzeuges und des Werkstückes erfor  dert.

   Wenn man an Stelle der zu schneiden  den Kegelradverzahnung das entsprechende  ideelle Kegelplanrad betrachtet, so reduziert  sich das Problem des kontinuierlichen     Ab-          i#älzverfahrens    geometrisch auf die Betrach  tung der Bahn, die von einem um die Achse  des Werkzeuges drehenden Punkt auf der  Ebene des ebenfalls drehenden ideellen Ke  gelplanrades gezeichnet wird, dessen Achse  parallel zur )Werkzeugachse steht.

   In diesem       Fah    ist die absolute Bahn auf dieser Ebene,  das heisst, die Längskurve eines Zahnes der  herzustellenden     Verzahnung,    verschieden von  der relativen Kreisbahn des Punktes, und die  beiden Bahnen bilden miteinander einen  Winkel, der über die Länge eines Zahnes     be-          trächtliclle        Änderungen    erfahren kann, so  bald die Drehgeschwindigkeit des Plankegel  rades in     bezug    auf diejenige des Werk  zeuges einen.     gewissen    Wert erreicht.  



  Wie schon erwähnt, ist die bekannte Ma  schine so gebaut, dass für eine vollständige  Umdrehung des     Werkzeuges    das Plankegel  rad sich nur um einen Zahn der herzustellen  den Verzahnung weiterdreht. In diesem Falle  sind der Winkel zwischen den erwähnten  absoluten und relativen Bahnen eines Punktes  des Werkzeuges und die Veränderungen  dieses Winkels längs der Kurve eines Zahnes  von praktisch     vernachlässigbarer    Grösse.

   Es      hat sich aber gezeigt, dass bei dieser Ma  schine, wenn man das Plankegelrad bzw. das  Werkstück mit grösserer Geschwindigkeit  drehen würde, so dass während einer Um  drehung des     Werkzeuges    zwei oder mehr  Zähne der herzustellenden Verzahnung be  arbeitet werden könnten, die Winkeländerung  zwischen der absoluten     und    der relativen  Bahn eines     Punktes    des Werkzeuges längs       teer    Zahnkurve bis     4     betragen kann.

   Mit  diesem Winkel ändert sich aber auch der       Schnittwinkel    des     Werkzeuges    längs der       Zahnkurve.    Damit das Messer aber längs der  ganzen Zahnkurve schneiden kann, sollte  sich der Schnittwinkel nicht zu stark ändern.  Es     kann    also mit der bekannten Maschine  nur ein Zahn bzw.     eine    Zahnlücke der her  zustellenden Verzahnung pro Umdrehung des       Werkzeuges    bearbeitet werden, und diese Ma  schine genügt den heutigen Forderungen an  Leistungsfähigkeit nicht mehr.  



  Mit dem Verfahren und der Maschine  gemäss der vorliegenden     Erfindung    wird die       Herstellung    von Kegelzahnrädern mit ge  krümmten Zähnen nach dem kontinuierlichen  Abwälzverfahren unter gleichzeitiger Bear  beitung mehrerer Zähne der herzustellenden  Verzahnung     während    einer einzigen Um  drehung des     Werkzeuges    ermöglicht.  



  In der einschlägigen Literatur sind nur  sehr spärliche theoretische und praktische  Angaben über das Problem der     Herstellung     von gekrümmten     Verzahnungen    zu finden,       und    im folgenden werden die auf Grund  langer Untersuchun@en erhaltenen theore  tischen und     praktischen        Grundlagen    beschrie  ben, welche die erfindungsgemässe Herstel  lung von Kegelzahnrädern mit gekrümmten       Zähnen    ermöglichen.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung ist  dadurch gekennzeichnet, dass während einer  Umdrehung des     Werkzeuges    .das Werkstück  sich um mehrere Zähne der herzustellenden       Verzahnung    dreht, wobei, um die     Schneid-          wirkung    der Zähne nicht zu beeinträchtigen,  dafür gesorgt wird,

   dass der     Höchstwert    des       veränderlichen    Winkels zwischen der absolu  ten Bahn     und    der relativen Kreisbahn eines    Punktes der Schneidniesser sich im mittleren  Teil des Zahnes befindet und der genannte       veränderliche    Winkel zwischen der genannten  absoluten Bahn und der genannten relativen  Kreisbahn sich über die ganze Länge des  Zahnes gegenüber dem genannten Höchst  wert um weniger als<B>2130'</B> ändert.  



  Die Maschine zur Durchführung dieses  Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass  mindestens ein Werkzeug eine Mehrzahl fest  angeordneter Messer trägt, deren schneiden  der Teil von einem längliehen Körper von  trapezförmigem Querschnitt und kreisbogen  förmiger Längsachse gebildet ist, und von  welchen Messern abwechselnd das eine in  bezug     auf    die Werkzeugachse mit seiner  Aussenseite und .das andere mit seiner Innen  seite schneidet und die aussenschneidenden  Messer unter sich und die innenschneidenden  Messer unter sich den gleichen radialen Ab  stand von der Drehachse des     Werkzeuges     haben und alle Messer gleiche gegenseitige  Winkelabstände besitzen, wobei die Messer  in bezug auf die Drehachse gemäss einem  solchen Orientierungswinkel angeordnet sind,

    dass die     kreisbogenförmige    Längsachse des  Messerkörpers aller Messer annähernd mit  der absoluten Bahn eines Punktes der Messer  auf der ideellen     Plankegelfläche    der     züi     schneidenden Verzahnung zusammenfällt.  



  Eine beispielsweise Ausführungsform des  erfindungsgemässen Verfahrens     wird    an Hand  der beiliegenden Zeichnungen erläutert, wel  che auch Werkzeuge von einem Ausführungs  beispiel der erfindungsgemässen Maschine  zum Schneiden der Verzahnung darstellen.  



       Fig.    1 ist ein geometrisches Schema zur  Erläuterung der Bildung einer Zahnkurve,       welches    für ein     Verfahrensbeispiel    Gültigkeit  hat, bei .dem das Werkzeug und das ideelle       Plankegelrad    im gleichen Sinne drehen.  



       Fig.    2 ist ein gleichartiges geometrisches  Schema, betrifft aber ein Ausführungsbei  spiel, bei welchem das Werkzeug und das       ideelle    Plankegelrad entgegengesetzte Dreh  richtung besitzen.  



       Fig.    3 ist eine Draufsicht auf ein Werkzeug  der Maschine mit sechzehn     Sehneidmessern.         Fig. 4 zeigt eines dieser Messer im Aufriss.  Fig. 5 und 6 sind Draufsichten auf Teil  stücke von zwei Werkzeugen einer Maschine,  wobei je zwei     Messer    dargestellt sind, von  denen das eine mit seiner Aussenkante, das  andere mit seiner Innenkante wirksam ist,  um die beiden Zahnflanken eines Zahnes zu  bearbeiten. Fig. 6 zeigt die Stellung der  Messer im Falle der     entgegengesetzten    Dreh  bewegung von Werkzeug und ideellem Plan  kegelrad. Fig. 5 zeigt. die Stellung der Messer  im Falle von gleichgerichteter Drehbewe  gung von Werkzeug und ideelem Plankegelrad.  



  Fig. 7 und 8 sind zwei Radialschnitte  durch die Werkzeuge gemäss Fig. 5 und 6  und zeigen je ein Messer, von denen eines  mit der Aussenkante und das andere mit der  Innenkante schneidet.  



  Fig. 9 zeigt schematisch die Arbeitsweise  der Messer.  



  Fig. 1 und 2 zeigen, wie die absolute Bahn  eines Punktes der Messer auf der ideellen  Plankegelfläelie graphisch bestimmt werden  kann.  



  U ist das Zentrum des Werkzeuges, das  sich im Sinne des Pfeils 1 dreht. 0 ist das  Zentrum des ideellen Plankegelrades, das sieh  in Fig. 1 im Sinne des Pfeils 2 dreht, also im  gleichen Sinne wie das Werkzeug, und in  Fig. 2 im Sinne des Pfeils 2', also entgegen  gesetzt zum     Werkzeug.    P ist ein Punkt eines       Messers    des Werkzeuges, welcher sich mit  dem Radius a um das Zentrum U dreht. Die  Kreislinie 3 mit dem Radius a und dein  Zentrum     T'    stellt also den relativen Weg des  Punktes P des Werkzeuges dar.  



  Vom Punkt P aus werden nun auf dem  Kreise 3 gleiche Teile abgetragen, und durch  die Teilpunkte auf dem Kreis werden Kreis  bogen 4 um das Zentrum 0 gezogen. Es soll  angenommen werden, dass das Verhältnis der  Winkelgeschwindigkeiten von Werkzeug und  Plankegelrad 8 : 1 betrage. Dann wird auf  der Plankegelfläche der Winkel MON abge  tragen, der den achten Teil des Winkels PUQ  beträgt, den der Punkt P bis zur Irreichung       des    Punktes Q durchläuft.

   Von der Kreis  linie 3 aus werden nun die Bogenstücke    MN, TI', RR', WW' und 6'V' auf den zu  gehörigen Kreisbogen 4 abgetragen, unter       Berücksichtigung    der Drehbewegung des       'Werkzeuges    und des ideellen Plankegelrades,  und zwar wird das Bogenstück 11N in Fig.1  zweimal vom Punkt Z aus auf dem entspre  ehenden Bogen abgetragen, da sich das Plan  kegelrad um zwei Bogenstücke     17N    weiter  gedreht hat, bis das Werkzeug vom Punkt Z  zum Punkt P gelangt ist. Das Bogenstück  T'T' wird einmal abgetragen, das Bogenstück  RR' ebenfalls einmal, aber in entgegen  gesetzter Richtung, das Bogenstück WW  zweimal und das Bogenstück VV' dreimal.

    Auch in Fig. 2 werden diese Bogenstücke  entsprechend auf den Kreisbogen 4 abgetra  gen, aber in zu Fig. 1 entgegengesetzter  Richtung, da sieh in Fig. 2 das Plan  kegelrad in entgegengesetzter Richtung dreht.  Wenn man nun die auf den Kreisbogen ab  getragenen Punkte miteinander verbindet, so  erhält man die Kurve APB, welche die abso  lute Bahn des um U drehenden Punktes P  auf der Ebene des um 0 drehenden ideellen  Plankegelrades darstellt, wobei das Ver  hältnis der Winkelgeschwindigkeiten von  Plankegelrad und Werkzeug 1 :8 beträgt,  und in     Fig.    1 Plankegelrad und Punkt P im  gleichen Sinne und in     Fig.    2 in entgegen  gesetztem Sinne drehen.  



  Diese absolute Bahn     -1PB    stellt die Längs  kurve eines Zahnes der herzustellenden Ver  zahnung dar, das heisst, die Schnittlinie eines  Zahnes des ideellen Plankegelrades mit seiner  Teilebene. Wie in     Fig.    1 und 2 gesehen wer  den kann, hat die absolute Bahn in beiden  Fällen eine     kreisbogenähnliche    Form und  gleicht der relativen Kreisbahn.

   Weniger all  gemein ausgedrückt bedeutet das, dass der  Winkel zwischen der absoluten Bahn und der  relativen Kreisbahn in irgendeinem Punkt  der Bahnen ziemlich gross sein kann, aber  dass dieser Winkel über die gesamte Längs  kurve eines Zahnes keine grossen Änderun  gen erfahren darf, damit die     Schneidwirkung     der feststehenden Messer des Werkzeuges  längs den Zahnflanken nicht beeinträchtigt  wird. Die     Messer    werden entsprechend dem      günstigsten Schnittwinkel eingestellt und  dieser Schnittwinkel erfährt nur ganz ge  ringe     Änderungen,    wenn das Messer von  einem Zahnende bis zum andern wandert.  



  Es muss zwischen dem Orientierungs  winkel d' (Fig. 5 und 6) der Messer im  Messerkopf, einerseits, und dem Winkel d"  (Fig. 1 und 2) zwischen der absoluten Bahn  (Längskurve eines Zahnes) und der relativen  Bahn eines Punktes der Messer, anderseits,  unterschieden werden.  



  Der Orientierungswinkel     d'    der Messer im  Messerkopf ist ein fixer -und konstanter Wert,  der nach den Regeln     und    praktischen Erfor  dernissen für die Konstruktion des Messer  kopfes gewählt ist. In dem nachstehend be  schriebenen Beispiel ist der Wert dieses Win  kels z. B. mit 12" 11' angenommen worden.  



  Dieser feste Orientierungswinkel d' der  Messer im Messerkopf     entspricht    dem Winkel  d"m im mittleren Teil der Längskurve des  zu     schneidenden    Zahnes. Es wird     nun    durch  die Anwendung der nachfolgend angeführten       Formeln    dafür gesorgt, dass der veränder  liche Winkel d" sich über die gesamte Länge  eines Zahnes in bezug auf sein     Maximum    um  weniger als 2  30' ändert, damit die Schneid  wirkung der Messer nicht beeinträchtigt wird.  



  Der veränderliche Winkel d" zwischen der  absoluten und der relativen Bahn ist in bei  den Fällen der Winkel<I>UPC,</I> welcher gebil  det wird zwischen dem Radius<I>UP,</I> welcher  normal zur relativen Kreisbahn steht,     und     der Linie PC, welche normal zur absoluten  Bahn im Punkt P steht.

   Die Eigenschaften  der absoluten Bahn des Punktes P ergeben  sich     aus    den nachstehend beschriebenen geo  metrischen und mechanischen Bedingungen,  durch deren Einhaltung erreicht wird, dass  der veränderliche     Winkel    d" über die ge  samte     Längskurve    der Zähne sich in     bezug     auf     sein    Maximum um     weniger,    als,     21130'    ändert.

    Man bezeichnet:  mit<I>k</I> das     Verhältnis   
EMI0004.0017  
   wobei     a    der Ra  dius des Werkzeuges und b die Exzentrizität  0U der Achse des Werkzeuges bezüglich der  mit der Achse o des ideellen Plankegelrades    zusammenfallenden Hauptachse der Maschine  ist;  mit m das Verhältnis zwischen den Win  kelgeschwindigkeiten des Werkzeuges und des  ideellen Plankegelrades;  mit feinen Hilfswinkel, den man zur Er  leichterung der     Berechnung    einführt.  



  Man hat gefunden, dass der maximale  Wert des veränderlichen     Winkels    d", der mit  d, bezeichnet werden soll, bei gleichsinni  ger Drehbewegung von Werkzeug und Plan  kegelrad (Fig. 1) sieh aus der folgenden  Formel ergibt:  tg d"m = -etg f (1)  
EMI0004.0021     
    b = a(m-I) sin d"", (3)  Der Steigungswinkel i (Komplementär  winkel zum Spiralwinkel der Verzahnung)  der absoluten Bahn, das heisst der Winkel       CPO    zwischen der Normalen zur absoluten  Bahn im Punkt P und dem Radius     R    ergibt  sich aus folgender Formel:

         tg    2 =     7n        tg        d"",        (4-)     Bei der gegenläufigen Drehbewegung von  Werkzeug und Plankegelrad lauten die ent  sprechenden Formeln       tg        d".    =     ctg    f (5 )  
EMI0004.0032     
    <I>b =</I>     u.   <I>(1 + m)</I>     sind"",   <B>(7)</B>       tg        i    = -     m,        tg        d"",   <B>(8)

  </B>  Die folgende Formel ist für beide Fälle  gültig       R=   <I>=</I>     a.2   <I>+ b= + 2 ab</I>     cos   <I>f</I><B>(9)</B>  wobei R der Abstand des Punktes P (wo der  Winkel d" den maximalen Wert hat) vom  Zentrum 0 des ideellen Plankegelrades ist.  Ferner  <I>r</I> = R     cos   <I>i (10)</I>  wobei r der     Krümmungsradius    der absoluten  Bahn im Punkte P ist.      Was die     Verhältnisse    der Geschwindigkei  ten anbelangt, muss man die während einer  Drehung- des     Werkzeuges    zu schneidende An  zahl Zähne n des Plankegelrades oder des  Werkstückes herüeksichtigen.  



  Wenn man annimmt, dass     1'V    die     Zähne-          zabl    des Plankegelrades sei, so hat man  
EMI0005.0005     
    Im Falle von Getrieben mit orthogonalen  Achsen lautet. die Formel bekanntlich:  
EMI0005.0006     
    wobei     Z"        Zähnezahl    des Rades und Z,. Zähne  zahl des Ritzels bedeutet.  



  Das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeit       zwischen    dem Werkstück mit Z Zähnen und  dem Werkzeug ist. gegeben durch  
EMI0005.0010     
    wobei für Z Umdrehungen des     Werkzeuges     das Werkstück n Umdrehungen machen muss.  



  Mittels der angegebenen\ Formeln können  für den Fall der gleichgerichteten wie der  entgegengesetzten Bewegungen. von Werkzeug  und Werkstück alle erforderlichen kinema  tischen und geometrischen Elemente berech  riet werden, damit das Werkzeug während  einer Umdrehung mehrere Zähne bearbeiten  kann.  



  Es kann mit den angegebenen Formeln  erreicht werden, dass der Wert des veränder  lichen Winkels<I>d",</I> der von Grössen<I>k</I> und<I>m</I>  abhängt., sich in bezug auf sein Maximum um  weniger als     21130'    ändert. Vorzugsweise wird  die absolute Bahn derart bestimmt, dass der  grösste Wert des Winkels     d"    innerhalb der  Länge der Zahnkurve annähernd in der  Mitte dieser Kurve liegt und dass er gegen  die beiden Enden der     Zahnkurve    leicht ab  nimmt. Es erfährt der Winkel.     c1"    nur ganz  geringe Änderungen von einem Ende     des    ge  krümmten     Zahnes        bis    zum. andern, so dass  die Schneidwirkun g der Zähne nicht beein  trächtigt wird.

      Um zu beweisen, dass die Veränderung  des Winkels d" über die ganze Länge des  Zahnes von den Verhältnissen<I>k</I> und<I>m</I>     ab-          bängt    und dass diese Veränderung weniger  als 2" 30' beträgt, wird in folgender Weise  vorgegangen:  Bei gegenläufiger Drehbewegung des  ideellen Plankegelrades und des Werkzeuges  kann. die     allgemeine    Formel (9) wie folgt  geschrieben werden  R' = b2 (k\= + 1 - 2k cos f) (15)  Jedem Wert f entspricht ein Winkel     d",     der durch die Formel  
EMI0005.0023     
    bestimmt ist.  



  Nimmt man für cos f den von der Formel  (6) gegebenen Wert an, so erhält der     Winkel          !d"    den Höchstwert     d"""    der sowohl mittels  der Formel (16) wie mittels der Formel (5)  errechnet. werden kann. Die Länge des  Zahnes erstreckt sich zwischen dem äussern  Radius Re und dem innern Radius Ri des  ideellen Plankegelrades. Rm ist der mittlere  Radius zwissehen Re und Ri.

   In der Praxis ist  bekannt, dass  Re - Ri = 0,3 + 0,4 Rna  das heisst im     schlechtesten    Falle ist  
EMI0005.0028     
    Bezeichnet man mit<I>f</I>     e,        d"e,   <B><I>f i,</I></B>     d"i    die den  Werten Re und     Ri    entsprechenden Winkel, so  hat man  Reg =     b2        (k2   <I>+ 1 - 21c</I>     eos    f" )       Ri2    =     b2        (k2    + 1 -     2k-eos        fi    )

         RüL2   <I>= b=</I>     (k2   <I>+</I> 1 - 2k     cos        f",)     Daraus ergibt sieh  
EMI0005.0045     
    
EMI0006.0000     
    Mit den Formeln (17) und (18) kann der  Winkel f e und daher der Winkes d"e, sowie  der Winkel f; und daher der Winkel     d";    er  rechnet werden, wenn die Werte<I>k</I> und<I>m</I> ge  geben sind.  



       Beispiel:    k = 0,52507     m    = 8  Mit der Formel (6) erhält man  
EMI0006.0004     
    daher ist       d"",    =     12013'1"     f     ",    =     771146'59"     Man hat  k 2 + 1- 2k cos f", = 1,053474  <I>2</I> Mit der Formel (18) erhält man  
EMI0006.0009     
    Dem entspricht  fi = 55      3126"     Ig sin f; = 9,9136679 - 10  Mit der Formel (16) findet man  k (1 + m) - cos f;

   = 4,15287  daher  Ig tg d"i = 9,2953196 - 10  dem entspricht  d"i = 1109'5711  Bei der Berechnung der Winkel f     e    und       d",,    erhält man mit der Formel (17)  
EMI0006.0013     
    Man hat  Ig sin fe = 9,9879867 - 10    Bei Anwendung der Formel (16) wird der  Nenner  k (1 + m) + cos fe = 4,95763  daher  Ig tg d", = 9,2927152 - 10  dne = 110 6r 3"  Damit ist bewiesen, dass beide Winkel     d",.     und d"; kleiner sind als cl", und dass die  grössere Veränderung zwischen d", und     d,    er  folgt, das heisst d"", - d", = 1  6'58". Diese  Veränderung ist nur von k und m abhängig  und innerhalb einer Zahnlänge bleibt diese  Veränderung kleiner als 2  30'.  



  Vom praktischen Standpunkt aus betrach  tet ist der Steigungswinkel i der Zähne wich  tig, weleher mittels der angegebenen Formel  (4) und (8) bestimmt wird als Funktion des  vorbestimmten Maximalwertes     d"",    des Win  kels<I>d"</I> des Verhältnisses<I>m</I>     zwischen    den       Winkelgeschwindigkeiten    des Werkzeuges  und des der herzustellenden Verzahnung       entsprechenden    ideellen Plankegelrades.  



  Die Exzentrizität der Werkzeugachse in  bezug auf die Hauptachse der Maschine, die  mit der Aehse des ideellen Plankegelrades  zusammenfällt., wird mittels der Formeln (3)  und (7) als Funktion des Werkzeugradius     a,     des Verhältnisses     m    und des maximalen Win  kels d""" zwisehen den beiden Bahnen be  stimmt.  



  Das Verhältnis zwischen den Winkel  geschwindigkeiten des     Werkzeuges    und des  Werkstückes ist gleich dem Verhältnis     zw        i-          schen    der Zähnezahl und der Anzahl Zähne,  die während einer Umdrehung des Werk  zeuges bearbeitet werden soll.  



       Naeh    der Schilderung des beschriebenen       Verfahrens    ist eine Beschreibung der ganzen  Maschine zur Herstellung der Kegelräder mit  gekrümmten Zähnen nicht mehr erforderlich,  da die konstruktiven Merkmale dieser Ma  schine nicht, von denen bekannter Maschinen  zur Herstellung solcher Zahnräder nach dem       kontinuierlichen        Abwälzverfahren    abweichen.  Dagegen weisen die Werkzeuge besondere  Merkmale auf.      Das in Fig. 3 beispielsweise dargestellte  Werkzeug ist als Scheibe 6 ausgebildet, wel  che um eine zur Teilkegelfläehe des ideellen  Plankegelrades der herzusted1enden Verzah  nung senkrecht stehende Achse drehbar ist  und sechzehn feststehende Messer trägt, die  in Paaren SI, 82 längs des Umfanges der  Seheibe angeordnet sind.

   Die Seheibe 6 be  sitzt. zu diesem Zweck Nuten 7, 8, in welchen  die Messer mittels     Sehrauben    9 festgeschraubt  sind. Die sehneidenden Teile der einzelnen       Messei,    haben die Form     eines    länglichen  Körpers K mit, trapezförmigein Querschnitt,  dessen die Sehneidkante 10 bzw. 17. aufwei  sender oberer Teil     vorzugsweise    von     Kreis-          kegelfäelieii    begrenzt. ist.  



  Die     Längsachse        e    dieses Körpers K ist.  kreisförmig und ihr Krümmungsradius ist an  genähert gleich dem Wert r, welcher mittels  der Formel (10) berechnet. wird. Genauer  ausgedrückt befindet sieh das Krümmungs  zentrum der kreisbogenförmigen Achse e des  Messerkörpers auf einer Geraden, die tangen  tial ist zu einem Kreis mit. dem Radius s um  das Zentrum Z' des     Werkzeuges,    wobei der  Radius s angenähert dem Abstand<B>FC</B> in  Fig. 1 und 2 entspricht und mit der Formel:  S = (c sin d"", (14)  berechnet werden kann.

      Der maximale Wert des veränderlichen  Winkels     d",    also der     Winkel        d"""    ist gleich       dem        Orientierungswinkel    der Messer und       wird    mit den oben angegebenen Formeln als  Funktion der Verhältnisse     m    und<I>k</I> bestimmt.  



  Aus Fig. 9 ist ersiehtlieh, dass die     kreis-          bogenförmi-e    Längsachse des schneidenden  Teils K der Messer im Werkzeug annähernd  mit der absoluten Bahn eines Messerpunktes  i -1111 der ideellen Plankegelfläche zusammen  fällt.. Es ergibt sieh aus den Formeln (1) und  (5), dass der Orientierungswinkel d' = d","  für die beiden Fälle von gleiehgeriehteter  und entgegengesetzter Drehbewegung von  Werkzeug und ideellen Plankegelrad von der  Radialen in entgezengesetzter Richtung ab  weicht.    Von den beiden Messern SI, S2 eines  Paares schneidet abwechslungsweise das eine  Messer SI in Bezug auf die Werkzeugachse  mit seiner Aussenseite (Kante 10) und das  andere Messer S2 mit seiner Innenseite  (Kante 11).

   Das Messer S1 des einen Paares  bearbeitet dabei die konkave Flanke eines  Zahnes 12 (Fig. 9) und das Messer S2 bear  beitet die konvexe Flanke eines Zahnes. Die  entsprechenden Messer SI bzw. S2 jedes  Paares besitzen. unter sich den gleichen ra  dialen Abstand von der Drehachse des     Werk-          zeuges    und die Winkelabstände aller einzel  nen Messer sind einander gleich.  



  Bei den Messern ist. immer nur .die eine  Trapezkante 10 oder 11 als Sehneidkante aus  gebildet. Der Punkt. P1 oder P2, welcher auf  jeder Sehneidkante dem Teilkreis der zu  sehneidenden     Verzahnung    entspricht, wird  Teilpunkt der innern oder äussern Sehneid  kante genannt. Die Teilpunkte P1 und P2  sämtlicher Messer eines     Werkzeuges    Besitzer.  den Bleiehen radialen Abstand     \a    von der  Drehachse des Werkzeuges, wie in Fig. 7 und  8 dargestellt ist.  



  Wie aus Fig. 5 Lind 6 ersichtlich ist,  liegen die Teilpunkte P1 und P2 der äussern  und innern Sehneidkante der Messer auf  einem Kreis 14, der konzentrisch zur Dreh  achse LT des Werkzeuges ist. Aus Fig. 9 er  kennt man, dass die Messer     S1    und S2 eines  Messerpaares durch die Bleiehe Zahnlücke 15  der zu sehneidenden Verzahnung wandern  und die gegenüberliegenden Zahnflanken  zweier Zähne bearbeiten.  



  Im nachfolgenden soll ein praktisches Bei  spiel der Herstellung einer Verzahnung nach  dem     erfindung-sgemä.ssen    Verfahren erläutert  werden  Es werde angenommen, dass ein Zahn  radpaar mit     ortliogonalen    Achsen hergestellt  werden soll, von denen das     Ritzel    die Zähne  zahl     Z,    = 27 und das Rad die Zähnezahl  71. = 58 habe. Das Werkzeug soll einen Ra  dius     a    = 75 mm haben und acht Messerpaare  aufweisen, welche unter einem Orientierungs  winkel von d' = 12  11' angeordnet sind, nach  dem Beispiel von     Fig.    6, also mit entgegen-      gesetzter Drehbewegung von Werkzeug und       ideellem    Plankegelrad.

   In diesem Falle sind  die Formeln (5) bis (8) anzuwenden.  



  Die vom veränderlichen     Winkel    d" an der  äussern und     innern    Kreisfläche des zu schnei  denden Zahnrades (oder des ideellen     Plan-          kegelrades)    angenommenen Werte sind ab  hängig von den Werten der äussern und  innern Radien des ideellen     Plankegelrades.     Bei .dem angegebenen     Beispiel    hat man in  der Mitte des Zahnes d"", = 12  11'; am  äussern Ende ist d" = 11  38' und am innern  Ende ist d" = 11  24', wobei der     -Winkelwert     von d",n = 12  11' bis zu 11138' und bis zu       11     24' allmählich abnimmt.

   Die Winkel  differenz ist für das äussere Ende = 12  11'  - 11  38' = 33' und für das innere Ende  =     12"    11' - 11  24' = 47'. Der veränderliche  Winkel     zwischen    der     absoluten.    Bahn und der  relativen Kreisbahn eines Punktes der  Schneidmesser ändert sich also über die ge  samte Länge in bezug auf das Maximum  12  11' um weniger     als   <B>2'30'.</B>  



  Mittels der Formel (12) berechnet man  den
EMI0008.0013  
   und mit For  mel (11) erhält man m = 8,0155.  



  Da der     Winkel   <I>d' =</I>     d"",   <I>=</I> 12  11' an  genommen wurde, kann mit der Formel (5)  der     Winkel    f berechnet werden, welcher  77  49' ergibt.  



  Mit Formel (7) kann die Exzentrizität b  bestimmt werden, welche 142,8 mm ergibt.  Dieser Wert b kann auch mit der Formel (6)  gerechnet werden, indem zuerst das Verhält  nis k bestimmt wird,     welches    0,52507 ergibt.  Daraus wird b berechnet, wobei  
EMI0008.0018     
    Alsdann berechnet man den Winkel i mit der  Formel (8), wobei sich i = 60  ergibt.  



  Mittels der Formeln (9) und (10) erhält  man R und r, welche R = 175, r = 87,5 er  geben.  



  Zum Schneiden des Ritzels mit Z, = 27  Zähnen muss das Verhältnis .der Winkel  geschwindigkeiten.     zwischen    dem Werkstück    und dem Werkzeug
EMI0008.0020  
   betragen, so dass auf  27 Umdrehungen des Werkzeuges acht Um  drehungen des Werkstückes kommen.



  Method and machine for cutting bevel gears with curved teeth using the continuous hobbing process. The invention relates to a method for cutting bevel gears. with curved teeth according to the continuous hobbing process, using a tool designed as a disc, carrying a plurality of fixed knives, which is rotatable about an axis that is parallel to the axis of the ideal face cone wheel of the toothing to be produced, with tool and Make a continuous rotary movement of the workpiece. The invention relates to a machine for carrying out this method.



  In a known machine of this type, all of the blades of the tool work in a single tooth gap during one complete revolution of the same. Most of the knives of the tool are used for pre-cutting, only a single pair of knives, the knives of which are usually diametrically opposed to each other, is seen for finishing before. In addition to certain. However, it has the advantages of this known machine, the disadvantage of a slow operation, since only a single tooth is machined during one revolution of the tool.



  To remedy this disadvantage, attempts have already been made to have a plurality of teeth processed by the cutting knife during a single rotation of the tool. However, this idea could not be put into practice so far for the reasons given below. It is known that the continuous hobbing process requires the simultaneous rotation of the tool and the workpiece.

   If you consider the corresponding ideal bevel face gear instead of the bevel gear teeth to be cut, the problem of the continuous hobbing process is reduced geometrically to the consideration of the path from a point rotating around the axis of the tool on the plane of the tool rotating ideal conical face gear is drawn, the axis of which is parallel to the) tool axis.

   In this case, the absolute path on this plane, i.e. the longitudinal curve of a tooth of the toothing to be produced, is different from the relative circular path of the point, and the two paths form an angle with one another which undergoes considerable changes over the length of a tooth can, as soon as the speed of rotation of the plane cone wheel with respect to that of the tool one. reached a certain value.



  As already mentioned, the known Ma machine is built so that for one complete revolution of the tool, the face cone wheel only rotates to produce one tooth of the toothing. In this case the angle between the aforementioned absolute and relative paths of a point on the tool and the changes in this angle along the curve of a tooth are of practically negligible size.

   However, it has been shown that in this machine, if you would rotate the bevel gear or the workpiece at greater speed, so that two or more teeth of the toothing to be produced could be processed during one rotation of the tool, the change in angle between the The absolute and the relative path of a point on the tool along the tooth curve can be up to 4.

   With this angle, however, the cutting angle of the tool also changes along the tooth curve. However, so that the knife can cut along the entire tooth curve, the cutting angle should not change too much. So it can be processed with the known machine only one tooth or a tooth gap of the toothing to be produced per revolution of the tool, and this Ma machine no longer meets today's demands on performance.



  With the method and the machine according to the present invention, the production of bevel gears with ge curved teeth is made possible by the continuous rolling process with simultaneous processing of several teeth of the toothing to be produced during a single rotation of the tool.



  In the relevant literature only very sparse theoretical and practical information can be found on the problem of the production of curved gears, and in the following the theoretical and practical principles obtained on the basis of long investigations are described which the production of bevel gears according to the invention allow with curved teeth.



  The method according to the invention is characterized in that, during one revolution of the tool, the workpiece rotates around several teeth of the toothing to be produced, whereby, in order not to impair the cutting effect of the teeth, it is ensured that

   that the maximum value of the variable angle between the absolute path and the relative circular path of a point of the cutting knife is in the middle part of the tooth and the said variable angle between the said absolute path and the said relative circular path over the entire length of the tooth compared to the the specified maximum value changes by less than <B> 2130 '</B>.



  The machine for performing this method is characterized in that at least one tool carries a plurality of fixed knives, the cutting part of which is formed by an elongated body of trapezoidal cross-section and circular arc-shaped longitudinal axis, and of which knives alternately one with respect to the The tool axis with its outside and the other with its inside cuts and the outside cutting knives under themselves and the inside cutting knives under the same radial stand from the axis of rotation of the tool and all knives have the same mutual angular distances, the knives with respect to the axis of rotation are arranged according to such an orientation angle,

    that the circular arc-shaped longitudinal axis of the knife body of all knives approximately coincides with the absolute path of a point of the knife on the ideal plane cone surface of the toothing that cuts züi.



  An example embodiment of the method according to the invention is explained with reference to the accompanying drawings, which also represent tools from an embodiment of the machine according to the invention for cutting the toothing.



       Fig. 1 is a geometric scheme to explain the formation of a tooth curve, which is valid for an example of the method in .dem rotate the tool and the ideal bevel gear in the same sense.



       Fig. 2 is a similar geometric scheme, but relates to a game Ausführungsbei, in which the tool and the ideal bevel gear have opposite direction of rotation.



       Fig. 3 is a plan view of a tool of the sixteen cutting knife machine. Fig. 4 shows one of these knives in elevation. Fig. 5 and 6 are plan views of parts of two tools of a machine, two knives are shown, one of which is effective with its outer edge, the other with its inner edge to machine the two tooth flanks of a tooth. Fig. 6 shows the position of the knife in the case of the opposite rotational movement of the tool and ideal plan bevel gear. Fig. 5 shows. the position of the knives in the case of parallel movement of the tool and ideal face bevel gear.



  7 and 8 are two radial sections through the tools according to FIGS. 5 and 6 and each show a knife, one of which cuts with the outer edge and the other with the inner edge.



  Fig. 9 shows schematically the operation of the knives.



  1 and 2 show how the absolute trajectory of a point of the knife on the ideal plane cone surface can be determined graphically.



  U is the center of the tool that rotates in the direction of arrow 1. 0 is the center of the ideal face bevel gear, which rotates in the direction of arrow 2 in FIG. 1, i.e. in the same direction as the tool, and in FIG. 2 in the direction of arrow 2 ', i.e. opposite to the tool. P is a point of a knife of the tool, which rotates around the center U with the radius a. The circular line 3 with the radius a and your center T 'thus represents the relative path of the point P of the tool.



  Starting from point P, 3 equal parts are now removed on the circle, and arcs 4 are drawn around the center 0 through the partial points on the circle. It should be assumed that the ratio of the angular velocities of the tool and the bevel gear is 8: 1. Then the angle MON is worn on the plane cone surface, which is the eighth part of the angle PUQ that the point P passes through until the point Q is reached.

   From the circular line 3, the arc pieces MN, TI ', RR', WW 'and 6'V' are removed on the corresponding arc 4, taking into account the rotary movement of the 'tool and the ideal face bevel gear, namely the arc 11N in Fig. 1 removed twice from point Z on the corresponding arc, since the planar bevel gear has rotated further by two arc pieces 17N until the tool has reached point P from point Z. The arc section T'T 'is removed once, the arc section RR' also once, but in the opposite direction, the arc section WW twice and the arc section VV 'three times.

    Also in Fig. 2, these arc pieces are accordingly abgetra conditions on the circular arc 4, but in the opposite direction to Fig. 1, since see in Fig. 2, the bevel gear rotates in the opposite direction. If you now connect the points carried on the circular arc with each other, you get the curve APB, which represents the absolute path of the point P rotating around U on the level of the ideal bevel gear rotating around 0, the ratio of the angular speeds of the bevel gear and tool 1: 8, and in Fig. 1 bevel gear and point P rotate in the same direction and in Fig. 2 in the opposite direction.



  This absolute path -1PB represents the longitudinal curve of a tooth of the toothing to be produced, that is, the line of intersection of a tooth of the ideal face bevel gear with its partial plane. As seen in Fig. 1 and 2 who can, the absolute path has in both cases an arc-like shape and is the same as the relative circular path.

   In less general terms, this means that the angle between the absolute path and the relative circular path can be quite large at any point on the path, but that this angle must not experience any great changes over the entire longitudinal curve of a tooth so that the cutting effect of the fixed knife of the tool along the tooth flanks is not affected. The knives are set according to the most favorable cutting angle and this cutting angle only experiences very small changes when the knife moves from one tooth end to the other.



  It must be between the orientation angle d '(Fig. 5 and 6) of the knife in the cutter head, on the one hand, and the angle d "(Fig. 1 and 2) between the absolute path (longitudinal curve of a tooth) and the relative path of a point Knives, on the other hand, can be distinguished.



  The orientation angle d 'of the knife in the knife head is a fixed and constant value that is selected according to the rules and practical requirements for the construction of the knife head. In the example described below be the value of this Win angle z. B. has been assumed to be 12 "11".



  This fixed orientation angle d 'of the knife in the cutter head corresponds to the angle d "m in the middle part of the longitudinal curve of the tooth to be cut. The following formulas are used to ensure that the changeable angle d" extends over the entire length of a tooth changes with respect to its maximum by less than 2 30 ', so that the cutting effect of the knives is not impaired.



  The variable angle d ″ between the absolute and the relative path is in these cases the angle <I> UPC, </I> which is formed between the radius <I> UP, </I> which is normal to the relative circular path , and the line PC, which is normal to the absolute orbit at point P.

   The properties of the absolute trajectory of point P result from the geometric and mechanical conditions described below, compliance with which ensures that the variable angle d "over the entire longitudinal curve of the teeth is less than, with respect to its maximum, 21130 'changes.

    One denotes: with <I> k </I> the ratio
EMI0004.0017
   where a is the radius of the tool and b is the eccentricity 0U of the axis of the tool with respect to the main axis of the machine which coincides with the axis o of the ideal bevel gear; with m the ratio between the angular speeds of the tool and the ideal face bevel gear; with a fine auxiliary angle that is introduced to facilitate the calculation.



  It has been found that the maximum value of the variable angle d ", which is to be denoted by d, with the same rotational movement of the tool and planar bevel gear (Fig. 1) see results from the following formula: tg d" m = -etg f (1)
EMI0004.0021
    b = a (mI) sin d "", (3) The pitch angle i (complementary angle to the spiral angle of the toothing) of the absolute path, i.e. the angle CPO between the normal to the absolute path at point P and the radius R results from following formula:

         tg 2 = 7n tg d "", (4-) When the tool and bevel gear rotate in opposite directions, the corresponding formulas are tg d ". = ctg f (5)
EMI0004.0032
    <I> b = </I> u. <I> (1 + m) </I> are "", <B> (7) </B> tg i = - m, tg d "", <B> (8)

  </B> The following formula is valid for both cases R = <I> = </I> a.2 <I> + b = + 2 ab </I> cos <I>f</I> <B> (9) </B> where R is the distance of the point P (where the angle d "has the maximum value) from the center 0 of the ideal face bevel gear. Furthermore <I> r </I> = R cos <I> i ( 10) </I> where r is the radius of curvature of the absolute path at point P. As far as the ratios of the speeds are concerned, the number of teeth n of the bevel gear or the workpiece to be cut during one rotation of the tool must be taken into account.



  If one assumes that 1'V is the tooth number of the bevel gear, then one has
EMI0005.0005
    In the case of gearboxes with orthogonal axes is. the formula is known:
EMI0005.0006
    where Z "number of teeth of the wheel and Z, means number of teeth of the pinion.



  The ratio of the angular velocity between the workpiece with Z teeth and the tool is. given by
EMI0005.0010
    whereby for Z revolutions of the tool the workpiece must make n revolutions.



  Using the given formulas, for the case of the same direction as the opposite movements. All kinematic and geometric elements required for the tool and workpiece are calculated so that the tool can machine several teeth during one rotation.



  With the given formulas it can be achieved that the value of the variable angle <I> d "</I> depends on the quantities <I> k </I> and <I> m </I> with respect to its maximum changes by less than 21130 '. The absolute trajectory is preferably determined in such a way that the greatest value of the angle d "within the length of the tooth curve lies approximately in the middle of this curve and that it is slightly towards the two ends of the tooth curve decreases. The angle learns. c1 "only very small changes from one end of the curved tooth to the other, so that the cutting effect of the teeth is not impaired.

      In order to prove that the change in the angle d "over the entire length of the tooth depends on the ratios <I> k </I> and <I> m </I> and that this change is less than 2" 30 ' is, the procedure is as follows: With counter-rotating movement of the ideal face bevel gear and the tool can. the general formula (9) can be written as follows R '= b2 (k \ = + 1 - 2k cos f) (15) Each value f corresponds to an angle d "given by the formula
EMI0005.0023
    is determined.



  If the value given by the formula (6) is assumed for cos f, the angle! D "receives the maximum value d" "" which is calculated both using the formula (16) and using the formula (5). can be. The length of the tooth extends between the outer radius Re and the inner radius Ri of the ideal face bevel gear. Rm is the mean radius between Re and Ri.

   In practice it is known that Re - Ri = 0.3 + 0.4 Rna that is in the worst case
EMI0005.0028
    If <I> f </I> e, d "e, <B><I>fi,</I> </B> d" i are used to denote the angles corresponding to the values Re and Ri, then one has Reg = b2 (k2 <I> + 1 - 21c </I> eos f ") Ri2 = b2 (k2 + 1 - 2k-eos fi)

         RüL2 <I> = b = </I> (k2 <I> + </I> 1 - 2k cos f ",) This results in see
EMI0005.0045
    
EMI0006.0000
    With the formulas (17) and (18) the angle f e and therefore the angle d "e, as well as the angle f; and therefore the angle d"; it can be calculated if the values <I> k </I> and <I> m </I> are given.



       Example: k = 0.52507 m = 8 Using the formula (6) one obtains
EMI0006.0004
    therefore d "", = 12013'1 "f", = 771146'59 "One has k 2 + 1-2k cos f", = 1.053474 <I> 2 </I> With the formula (18) man
EMI0006.0009
    This corresponds to fi = 55 3126 "Ig sin f; = 9.9136679 - 10 With the formula (16) one finds k (1 + m) - cos f;

   = 4.15287 therefore Ig tg d "i = 9.2953196 - 10 which corresponds to d" i = 1109'5711 When calculating the angles f e and d ",, one obtains with the formula (17)
EMI0006.0013
    One has Ig sin fe = 9.9879867 - 10 When applying the formula (16) the denominator k (1 + m) + cos fe = 4.95763 therefore Ig tg d ", = 9.2927152 - 10 dne = 110 6r 3 "This proves that both angles d",. And d "; are smaller than cl ", and that the greater change between d", and d, it follows, i.e. d "", - d ", = 1 6'58". This change is only dependent on k and m and within a tooth length this change remains smaller than 2 30 '.



  From a practical point of view, the pitch angle i of the teeth is important, which is determined by means of the specified formulas (4) and (8) as a function of the predetermined maximum value d "", the angle <I> d "</I> the ratio <I> m </I> between the angular speeds of the tool and the ideal face bevel gear corresponding to the toothing to be produced.



  The eccentricity of the tool axis in relation to the main axis of the machine, which coincides with the axis of the ideal face bevel gear., Is calculated using formulas (3) and (7) as a function of the tool radius a, the ratio m and the maximum angle d "" "between the two tracks.



  The ratio between the angular speeds of the tool and the workpiece is the same as the ratio between the number of teeth and the number of teeth that are to be machined during one revolution of the tool.



       Naeh the description of the method described, a description of the whole machine for the production of bevel gears with curved teeth is no longer necessary, since the structural features of this machine do not differ from those of known machines for producing such gears according to the continuous generating process. In contrast, the tools have special features. The tool shown in Fig. 3, for example, is designed as a disk 6, wel surface is rotatable about an axis perpendicular to the partial conical surface of the ideal plane bevel gear of the toothing produced and carries sixteen fixed knives, which are arranged in pairs SI, 82 along the circumference of the Seheibe are.

   The Seheibe 6 be seated. for this purpose grooves 7, 8 in which the knives are screwed tight by means of visual screws 9. The cutting parts of the individual messei have the shape of an elongated body K with a trapezoidal cross-section, the upper part of which having the cutting edge 10 or 17 is preferably delimited by circular conical lines. is.



  The longitudinal axis e of this body K is. circular and its radius of curvature is approximately equal to the value r, which is calculated using the formula (10). becomes. More precisely, see the center of curvature of the circular axis e of the knife body on a straight line that is tangential to a circle with. the radius s around the center Z 'of the tool, where the radius s approximately corresponds to the distance <B> FC </B> in Fig. 1 and 2 and with the formula: S = (c sin d "", (14) can be calculated.

      The maximum value of the variable angle d ", that is, the angle d" "" is equal to the orientation angle of the knife and is determined using the above formulas as a function of the ratios m and <I> k </I>.



  From Fig. 9 it can be seen that the circular arc-shaped longitudinal axis of the cutting part K of the knife in the tool coincides approximately with the absolute path of a knife point i -1111 of the ideal plane cone surface. It results from the formulas (1) and (5) that the orientation angle d '= d "," for the two cases of equidistant and opposite rotational movement of the tool and the ideal face bevel gear deviates from the radial in the opposite direction. Of the two knives SI, S2 of a pair, one knife SI cuts alternately with its outside (edge 10) and the other knife S2 with its inside (edge 11) in relation to the tool axis.

   The knife S1 of one pair processes the concave flank of a tooth 12 (FIG. 9) and the knife S2 processes the convex flank of a tooth. Have the appropriate knives SI and S2 of each pair. the same radial distance from the axis of rotation of the tool and the angular distances of all individual knives are equal to one another.



  With the knives is. always only .the one trapezoidal edge 10 or 11 is formed as a cutting edge. The point. P1 or P2, which corresponds to the pitch circle of the toothing to be cut on each visual cutting edge, is called the partial point of the inner or outer visual cutting edge. The subpoints P1 and P2 of all knives of a tool owner. the lead radial distance \ a from the axis of rotation of the tool, as shown in FIGS. 7 and 8.



  As can be seen from Fig. 5 and 6, the sub-points P1 and P2 of the outer and inner Sehneidkante the knife on a circle 14 which is concentric to the axis of rotation LT of the tool. From Fig. 9 it is known that the knives S1 and S2 of a pair of knives migrate through the lead tooth gap 15 of the toothing to be cut and machine the opposing tooth flanks of two teeth.



  In the following, a practical example of the production of a toothing according to the method according to the invention will be explained.It is assumed that a gear pair with orthogonal axes is to be produced, of which the pinion has the number of teeth Z = 27 and the wheel the number of teeth 71. = 58 have. The tool should have a radius a = 75 mm and have eight pairs of knives, which are arranged at an orientation angle of d '= 12 11', according to the example of FIG. 6, that is, with the opposite rotary movement of the tool and the ideal face bevel gear .

   In this case, formulas (5) to (8) are to be used.



  The values assumed for the variable angle d "on the outer and inner circular surface of the gear to be cut (or the ideal face bevel gear) depend on the values of the outer and inner radii of the ideal face bevel gear the center of the tooth d "", = 12 11 '; at the outer end d "= 11 38' and at the inner end d" = 11 24 ', where the angle value is from d ", n = 12 11' up to 11138 'and gradually decreases up to 11 24'.

   The angle difference is for the outer end = 12 11 '- 11 38' = 33 'and for the inner end = 12 "11' - 11 24 '= 47'. The variable angle between the absolute path and the relative circular path of a The point of the cutting knife thus changes over the entire length in relation to the maximum 12 11 'by less than <B> 2'30'. </B>



  The formula (12) is used to calculate the
EMI0008.0013
   and with formula (11) one gets m = 8.0155.



  Since the angle <I> d '= </I> d "", <I> = </I> 12 11' was assumed, the angle f can be calculated using formula (5), which results in 77 49 ' .



  The eccentricity b can be determined with formula (7), which results in 142.8 mm. This value b can also be calculated with the formula (6) by first determining the ratio k, which results in 0.52507. From this b is calculated, where
EMI0008.0018
    Then the angle i is calculated with the formula (8), where i = 60 results.



  Using formulas (9) and (10), R and r are obtained, which give R = 175, r = 87.5.



  To cut the pinion with Z = 27 teeth, the ratio of the angular speeds must be. between the workpiece and the tool
EMI0008.0020
   so that for every 27 revolutions of the tool there are eight revolutions of the workpiece.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH I: Verfahren zum Schneiden von Kegelzahn rädern mit gekrümmten Zähnen nach dem kontinuierlichen Abwä.lzverfahren mittels eines als Scheibe ausgebildeten, eine Mehr zahl von fest angeordneten Messern tragen den Werkzeuges, welches um eine Achse drehbar ist, die parallel zur Achse des ideellen Plankegelrades der herzustellenden Ver zahnung steht, wobei Werkzeug und Werk stück eine kontinuierliche Drehbewegung aus führen, dadurch gekennzeichnet, da.ss wäh rend einer Umdrehung des Werkzeuges das Werkstück sich um mehrere Zähne der her zustellenden Verzahnung dreht, wobei, um die Schneidwirkung der Zähne nicht zu be einträchtigen, PATENT CLAIM I: A method for cutting bevel gears with curved teeth according to the continuous Abwä.lzverfahren by means of a disc designed as a plurality of fixed knives carry the tool, which is rotatable about an axis that is parallel to the axis of the ideal plane bevel gear The toothing to be produced stands, whereby the tool and the workpiece perform a continuous rotary movement, characterized in that the workpiece rotates around several teeth of the toothing to be produced during one revolution of the tool, in order not to affect the cutting effect of the teeth agree, dafür gesorgt wird, dass der Höchstwert des veränderlichen -Winkels (d") zwischen der absoluten Bahn und der rela tiven Kreisbahn eines Punktes der Schneid messer sich im mittleren Teil des Zahnes be findet, und der genannte veränderliche Win kel zwischen der genannten absoluten Bahn und der genannten relativen Kreisbahn sich über die ganze Länge des Zahnes gegenüber dem genannten Höchstwert um weniger als 2 30' ändert. UNTERANSPRÜCHE: 1. it is ensured that the maximum value of the variable angle (d ") between the absolute path and the rela tive circular path of a point of the cutting knife is in the middle part of the tooth, and the said variable angle between the said absolute path and of the above-mentioned relative circular path changes over the entire length of the tooth by less than 2 30 'compared to the above-mentioned maximum value. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass bei gleichsinniger Drehbewegung von Werkzeug und ideellem Plankegelrad der Steigungswinkel (i) der Zähne der herzustellenden Verzahnung sich aus ,der Formel tg <I>i =</I> m, tg d"", bestimmt, wobei m. das Verhältnis zwischen der Winkel- geschwindigkeit des Werkzeuges und der jenigen des ideellen Plankegelrades, und d"", den maximalen Winkel zwischen der absohl- ten und der relativen Bahn eines Punktes der Messer bedeutet. 2. Method according to patent claim I, characterized in that, with the rotational movement of the tool and the ideal face bevel gear in the same direction, the helix angle (i) of the teeth of the toothing to be produced is derived from the formula tg <I> i = </I> m, tg d "", determined, where m. the ratio between the angular speed of the tool and that of the ideal face bevel gear, and d "", the maximum angle between the bottomed and the relative path of a point of the knife. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass bei gegenläufiger Drehbewegung von Werkzeug und ideellem Plankegelrad der Steigungswinkel (i) der Zähne der herzustellenden Verzahnung- sieh aus der Formel tg i = - nt tg cd"", bestimmt, wobei in das Verhältnis zwischen der Winkel geschwindigkeit des Werkzeuges und der jenigen des ideellen Plankegelrades, und d" ", den maximalen Winkel zwisehen der absolu ten und der relativen Bahn eines Punktes der Messer bedeutet.. 3. Method according to patent claim I, characterized in that, with counter-rotating movement of the tool and the ideal face bevel gear, the pitch angle (i) of the teeth of the toothing to be produced - see from the formula tg i = - nt tg cd "", is determined, with the ratio between the angular speed of the tool and that of the ideal face bevel gear, and d "", the maximum angle between the absolute and the relative path of a point of the knife means .. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass bei gleichsinniger Drehbewegung von Werkzeug und ideellem Plankegelrad die Exzentrizität (b) der Werk zeugachse in bezug auf die Hauptachse der Maschine sich aus der Formel b = a (m - 1) sin d"", bestimmt, wobei a der Werkzeugradius,<I>m</I> das Verhältnis zwisehen der Winkelgeschwin digkeit des Werkzeuges und derjenigen des ideellen: Plankegelrades, und d"", der maximale Winkel zwischen der absoluten und der relati ven Bahn eines Punktes der --Messer bedeutet.. -1. Method according to patent claim I, characterized in that, with the rotational movement of the tool and the ideal face bevel gear in the same direction, the eccentricity (b) of the tool axis with respect to the main axis of the machine is derived from the formula b = a (m - 1) sin d "", where a is the tool radius, <I> m </I> the ratio between the angular speed of the tool and that of the ideal: face bevel gear, and d "", the maximum angle between the absolute and the relative path of a point on the - -Knife means .. -1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass bei gegenläufiger Drehbewegung von Werkzeug und ideellem Plankegelrad die Exzentrizität (b) der Werk zeugachse in bezug auf die Hauptachse der Maschine sich aus der Formel b=a (1 +m)sin d"m bestimmt, wobei a der Werkzeugradius,<I>an</I> das Verhältnis zwisehen der Winkelgeschwindig keit des Werkzeuges und derjenigen des ideellen Plankegelrades, und c1"", der maxi male Winkel zwischen der absoluten und der relativen Bahn eines Punktes der Messer be deutet. Method according to patent claim I, characterized in that with counter-rotating movement of the tool and the ideal face bevel gear, the eccentricity (b) of the tool axis with respect to the main axis of the machine is determined from the formula b = a (1 + m) sin d "m , where a is the tool radius, <I> an </I> the ratio between the angular speed of the tool and that of the ideal face bevel gear, and c1 "", the maximum angle between the absolute and the relative path of a point on the knife . PATENTANSPRUCH H: Maschine zur Durchführung des Verfah rens nach Patentansprueh I, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens ein Werkzeug eine Mehrzahl fest angeordneter Messer trägt, deren schneidender Teil von einem länglichen Körper von trapezförmigem Quer- sehnitt und mit kreisbogenförmiger Längs achse gebildet ist, und von welchen Messern abwechselnd das eine in bezug auf die Werk- zeugachse mit seiner Aussenseite und das an dere mit seiner Innenseite sehneidet und die aussenschneidenden Messer unter sich und die innenschneidenden Messer unter sieh den , PATENT CLAIM H: machine for carrying out the method according to patent claim I, characterized in that at least one tool carries a plurality of fixed knives, the cutting part of which is formed by an elongated body of trapezoidal cross section and with a circular arc-shaped longitudinal axis, and of which knives alternately one cuts with its outer side in relation to the tool axis and the other with its inner side and the outer cutting knives underneath and the inner cutting knives underneath, gleichen radialen Abstand von der Drelraehse des Werkzeuges haben und alle Messer Blei ehe gegenseitige Winkelabstände besitzen, wo bei die Messer in bezug auf die Drehachse gemäss einem solchen Orientierungswinkel. (d') angeordnet sind, dass die kreisbogen förmige Längsachse des Messerkörpers aller Messer annähernd mit der absoluten Bahn eines Punktes der Messer auf der ideellen Plankegelfläche der zu sehneidenden. Ver zahnung zusammenfällt. UNTERANSPRÜCHE: 5. have the same radial distance from the Drelraehse of the tool and all knives lead before have mutual angular distances, where in the knife with respect to the axis of rotation according to such an orientation angle. (d ') are arranged that the circular arc-shaped longitudinal axis of the knife body of all knives approximately with the absolute path of a point of the knife on the ideal plane cone surface of the to be seen. Toothing coincides. SUBCLAIMS: 5. Maschine nach Patentanspruch II, da durch gekennzeiehriet, dass für gleichsinnige Drehbewegung von Werkzeug und ideellem Plankegelrad die Grösse des Orientierungs winkels (d') der Messer des Werkzeuges sich aus den Formeln EMI0009.0020 bestimmt, wobei k das Verhältnis von Werk zeugradius und Exzentrizität der Werkzeug- aehse in bezug auf die Hauptachse der Ma- sehine, und 211, das Verhältnis zwischen der W in- kelgesclrwindigkeit des Werkzeuges und derje nigen des ideellen Plankegelrades bedeutet. 6. Machine according to patent claim II, because it is marked by the fact that for the rotational movement of the tool and the ideal face bevel gear in the same direction, the size of the orientation angle (d ') of the knife of the tool is derived from the formulas EMI0009.0020 where k is the ratio of tool radius and eccentricity of the tool axis with respect to the main axis of the machine, and 211, the ratio between the angular speed of the tool and that of the ideal face bevel gear. 6th nach Patentanspruch II, da durch gekennzeiehnet, dass für gegenläufige Drehbewegung- von Werkzeug und ideellem Plankegelrad die Grösse des Orientierungs winkels (d') der Messer des 3V erkzeuges aus den Formeln EMI0009.0034 bestimmt ist, wobei k das Verhältnis von Werkzeugradius und Exzentrizität der Werk zeugachse in bezug auf die Hauptachse der .wlasehine, und in das Verhältnis zwischen der Winkelgeschwindigkeit. des ZVerkzeuges rirrd derjenigen des ideellen Plankegelrades bedeutet. according to patent claim II, because it is marked by the fact that for counter-rotating movement of the tool and the ideal face bevel gear, the size of the orientation angle (d ') of the knife of the 3V tool from the formulas EMI0009.0034 is determined, where k is the ratio of the tool radius and eccentricity of the tool axis with respect to the main axis of the .wlasehine, and in the ratio between the angular velocity. of the Z tool rirrd means that of the ideal face bevel gear.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1115104B (en) * 1954-02-20 1961-10-12 Oriental Gear Company Ltd Method and device for producing a pair of spiral-toothed bevel gears
EP0184007A1 (en) * 1984-11-23 1986-06-11 Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon-Bührle AG Gear-manufacturing machine for cutting spiral bevel gears and face gear couplings according to the continuous-cutting process
US20180056416A1 (en) * 2016-08-23 2018-03-01 Klingelnberg Ag Method for machining the tooth flanks of face coupling workpieces in the semi-completing single indexing method

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