CH357256A - Verfahren zur Fein- oder Fertigbearbeitung von Verzahnungen durch verzahnte Werkzeuge, insbesondere Schabräder, und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Fein- oder Fertigbearbeitung von Verzahnungen durch verzahnte Werkzeuge, insbesondere Schabräder, und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens

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CH357256A
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Johann Dr Schlichthoerlein
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Johann Dr Schlichthoerlein
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Description


  Verfahren zur Fein- oder     Fertigbearbeitung    von     Verzahnungen    durch     verzahnte    Werkzeuge,  insbesondere Schabräder, und Werkzeug zur     Durchführung    des     Verfahrens       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur     Fein-          oder    Fertigbearbeitung von Verzahnungen, z. B. an  gerad- oder schrägverzahnten Stirnrädern mit     Evol-          ventenverzahnung,    durch verzahnte Werkzeuge, z. B.

    rotierende, wie Schabräder, Läpprädar, Schleifräder,  Räder zum Pressglätten ( Burnishing ), schneckenför  mige Werkzeuge oder dergleichen, sowie hin und her  gehende zahnstangenartige Werkzeuge, wobei sich  Werkzeug und Werkstück ohne Flankenspiel in ihren  Verzahnungen aufeinander abwälzen.  



  Bisher traten beim Fein- oder Fertigbearbeiten der  Zahnflanken von vorverzahnten Werkstücken häufig  sog.  Flankengruben  an dien Werkstückflanken auf.  Bis jetzt ist kein befriedigendes Verfahren bekannt  geworden, wodurch man das Auftreten solcher Flan  kengruben verhindern kann.  



  Zweck der Erfindung ist es, beim Fein- oder Fer  tigbearbeiten der Zahnflanken an vorverzahnten  Werkstücken gute Flankenformen zu erzielen, die den  Flankenformen der Feinbearbeitungswerkzeuge ent  sprechen.  



  Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch  gekennzeichnet, dass sich beim Abwälzen von Werk  stück und Werkzeug in den Eingriffsstrecken nur ge  radzahlige Flankenberührungsteilstrecken aneinander  reihen, wenn der Wälzpunkt mindestens annähernd an  der Übergangsstelle zweier dieser Flankenberührungs  teilstrecken, mindestens annähernd an einem Ende  oder ausserhalb der Eingriffsstrecken liegt, dass sich  dagegen abwechselnd geradzahlige und     ungeradzah-          lige    Flankenberührungsteilstrecken in den Eingriffs  strecken aneinanderreihen, wenn der Wälzpunkt in  nerhalb einer geradzahligen Flankenberührungsteil  strecke liegt und sich dabei eine ungeradzahlige Flan  kenberührungsteilstrecke an den Teil einer geradzah  ligen Flankenberührungsteilstrecke unmittelbar an-    schliesst,

   an dem wegen der Lage des     Wälzpunktes     eine kleinere mittlere Zahnkraft     auftritt    als in der  erwähnten ungeradzahligen Flankenberührungsteil  strecke.  



  Die Erfindung betrifft auch ein verzahntes Werk  zeug zur Durchführung dieses Verfahrens, das da  durch gekennzeichnet ist, dass in den     Eingriffsstrek-          ken    nur eine gerade Zahl von Zahnflanken beim Ab  wälzen nacheinander zugleich in Eingriff sind und  der     Wälzpunkt    die     Eingriffsstrecken    an der über  gangsstelle zwischen zwei solchen     Berührungszustän-          den    entsprechenden Teilstrecken teilt oder sich am  Ende oder ausserhalb der Eingriffsstrecken befindet,  dass sich dagegen abwechselnd eine gerade und un  gerade Anzahl von Flanken gleichzeitig berühren,  wenn der Wälzpunkt innerhalb einer einem geradzah  ligen Berührungszustand entsprechenden Teilstrecke  liegt.

    



  Die Erfindung wird anhand zweier je ein Ausfüh  rungsbeispiel des Verfahrens gemäss der     Erfindung    be  treffenden Abbildungen beispielsweise     näher    erläutert.  Dabei zeigen:  Fig. 1 eine das erste Ausführungsbeispiel betref  fende Figur, wobei sich in der     Eingriffsstrecke    nur  geradzahlige Flankenberührungsteilstrecken aneinan  derreihen und der Wälzpunkt an der Übergangsstelle       zweier    dieser Teilstrecken liegt;  Fig. 2 eine das zweite Ausführungsbeispiel betref  fende Figur, wobei sich abwechselnd geradzahlige und  ungeradzahlige Flankenberührungsteilstrecken anein  anderreihen und der Wälzpunkt in einer geradzahli  gen Flankenberührungsteilstrecke liegt;

         Fig.    3 ein Eingriffsbild     zwischen    Werkzeug und  Werkstück im Normalschnitt der Verzahnungen;       Fig.    4 eine     Eingriffsstrecke    gemäss     Fig.    3, welche  Zwei-, Drei- und     Vierflankenberührungsteilstrecken         aufweist und anhand welcher in Verbindung mit Fig. 3  das Auffinden der Flankenberührungsteilstrecken     er-          läutert    wird;  Fig. 5 an den Werkstückflanken angreifende Zahn  kräfte bei Zweiflankenberührung;  Fig. 6 ein Krafteck der Zahnkräfte gemäss Fig. 5.

         Wälzen    sich das     verzahnte    Werkzeug und das ver  zahnte Werkstück     in    ihren Verzahnungen aufeinander  ab, so wandern die     Flankenberührungspunkte    auf den  Eingriffslinien, und zwar     berühren    sich während eines  Zahneingriffs bekanntlich zwei, drei, vier, fünf oder  sechs Werkzeug- und Werkstückflanken gleichzeitig.  Die diesen     Berührungszuständen    entsprechenden Ab  schnitte der     Eingriffsstrecken    heissen Zwei-, Drei-,  Vier-, Fünf- oder Sechsflankenberührungsteilstrecken.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 sind  die Werkstückdaten:  der Modul     m    = 4 mm,  die Werkstückzähnezahl z1 = 25,  der Eingriffswinkel ao = 20 ,  Der Werkstückschrägungswinkel ss01 = 30   (Schrägungsrichtung: links),  der Werkstückprofilverschiebungsfaktor  x1 = + 0,968,  die Werkstückzahnkopfhöhe h1,1 = 6,65 mm,  der Werkstückaussendurchmesser d;,1=128,78 mm.  Die Werkzeugdaten bei dem Ausführungsbeispiel  gemäss Fig. 1 sind:  der Modul m = 4 mm,  die Werkzeugzähnezahl z2 = 61,  der Eingriffswinkel     a".=    20 ,  der Werkzeugschrägungswinkel ss.2 = 20   (Schrägungsrichtung: rechts),  der Werkzeugprofilverschiebungsfaktor x2 = +0,3,  die Werkzeugzahnkopfhöhe h1;2 = 4,95 mm,  der Werkzeugaussendurchmesser da2 = 269,56 mm.

    Das vorstehend bezeichnete vorbearbeitete Werk  stück und das Werkzeug werden zur Fein- oder Fer  tigbearbeitung des Werkstückes in ihren Verzahnun  gen ohne Flankenspiel aufeinander abgewälzt. Durch  die Wahl der     angeführten        Werkzeug-    und Werkstück  daten wird erreicht, dass sich abwechselnd nur vier  und zwei Werkzeug- und Werkstückflanken gleichzei  tig berühren. Jede der beiden Eingriffsstrecken     zerfällt     also in die erwähnten sogenannten Vier- und     Zwei-          flankenberührungsteilstrecken.    Eine der beiden Ein  griffsstrecken, und zwar die des Werkstückes, ist in  Fig. 1 dargestellt.

   Das Werkstückzahnkopfende der  dargestellten Eingriffsstrecke ist mit K und ihr     Werk-          stückzahnfussende    mit F bezeichnet. Am Werkstück  zahnkopfende K der dargestellten Eingriffsstrecke be  findet sich die Vierflankenberührungsteilstrecke e4"  an welche sich die Zweiflankenberührungsteilstrecke  e2 und dann die Vierflankenberührungsteilstrecke e42  anschliessen. Der     Wälzpunkt    W liegt hierbei an     der     Übergangsstelle von der     Zweiflankenberührungsteil-          strecke    e2 zur Vierflankenberührungsteilstrecke e42.

   Er  könnte sich auch     annähernd    an der Übergangsstelle,  mindestens     annähernd    an einem Ende oder ausserhalb  der Eingriffsstrecke befinden. Während des Abwäl-    zungsvorgangs wandern die Flankenberührungspunkte  auf den Eingriffslinien. An den     Vierflankenberüh-          rungsteilstrecken    e41, e42 berühren sich vier Flanken  von Werkzeug und Werkstück gleichzeitig, während  sich auf der Teilstrecke     e2    zwei Flanken von Werk  zeug und Werkstück gleichzeitig berühren.  



  In Fig. 2, welche ein zweites Ausführungsbeispiel  des Erfindungsgegenstandes betrifft, sind die Werk  stückdaten:  der Modul m = 4 mm,  die Werkstückzähnezahl z1 = 25,  der Eingriffswinkel     a"    = 20 ,  Der Werkstückschrägungswinkel ss01 = 30   (Schrägungsrichtung: links),  der Werkstückprofilverschiebungsfaktor  x1 = -f- 0,968,  der Werkstückaussendurchmesser d"1= 129,3 mm.  Die Werkzeugdaten beim Ausführungsbeispiel ge  mäss Fig. 2 betragen:  der Modul m = 4 mm,  die Werkzeugzähnezahl z.., = 61,  der Eingriffswinkel     a"    =     20 ,     der Werkzeugschrägungswinkel ,ss"2 = 20   (Schrägungsrichtung: rechts),  der Werkzeugprofilverschiebungsfaktor x2 = -f-0,3,  der Werkzeugaussendurchmesser d,12 ist zwischen  269,79 mm und 270,78 mm.  



  Die Werkstückdaten des Ausführungsbeispiels ge  mäss Fig. 2 unterscheiden sich von dienen des Aus  führungsbeispiels gemäss Fig. 1 nur hinsichtlich des       Aussendurchmessers.    Ebenso unterscheiden sich die  Werkzeugdaten des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 2  von denen des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 1 nur  hinsichtlich des Aussendurchmessers. Dies hat aber  zur Folge, dass ausser dien geradzahligen     Flanken-          berühTungsteilstreeken    auch ungeradzahlige vorhan  den sind.

   Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befindet sich  am Zahnkopfende K der dargestellten Eingriffsstrecke  e eine Vierflankenberührüngsteilstrecke e41, an wel  che sich, in Richtung auf das Werkstückzahnfussende  F betrachtet, eine Dreiflankenberührungsteilstrecke  e31, dann eine Zweiflankenberührungsteilstrecke e."  eine Dreiflankenberührungsteilstrecke e32, eine Vier  flankenberührungsteilstrecke     e42    und schliesslich eine  Dreiflankenberührungsteilstrecke e3,3 anschliessen.

   Der       Wälzpunkt    W     liegt    hierbei innerhalb der     Vierflanken-          berührungsteilstrecke        e42.    Der Abstand des     Wälzpunk-          tes    W vom Werkstückzahnkopfende K der Eingriffs  strecke ist in     Fig.    2 mit     e1,1    und sein Abstand vom       Werkstückzahnfussende    F der     Eingriffsstrecke    ist mit       e1;2    bezeichnet.

   In     Fig.    2 ist auch die Verteilung der  mittleren Zahnkraft     P,r,    über der Eingriffsstrecke e  abgetragen.     P",    ist der arithmetische Mittelwert aus       der    auf die linke     Werkstückflanke    wirkenden Zahn  kraft     P1    und der auf die rechte     Werkstückflanke    des  gleichen Zahnes wirkenden Zahnkraft PI.

   Die Zahn  kräfte     P1    und     P,    sind infolge der Zahnreibung und  wegen der Umkehr der Reibungskraft am     Wälzkreis     verschieden; wegen der meist einmaligen oder öfteren       Änderung    des Drehsinnes ist bei der Betrachtung der      Kräfteverteilung die mittlere Zahnkraft P," ausrei  chend. Die mittlere Zahnkraft P," ist an der mittleren  Dreiflankenberührungsteilstrecke e32 wesentlich grö  sser als an den beiden anderen     Dreiflankenberührungs-          teilstrecken    e31 und e33. Die mittlere Zahnkraft P",  ist innerhalb einer Flankenberührungsteilstrecke an  nähernd konstant, falls nicht der Wälzpunkt in dieser  Flankenberührungsteilstrecke liegt.

   In dem in Fig. 2  dargestellten Beispiel liegt der Wälzpunkt W inner  halb der Vierflankenberührungsteilstrecke e42, so dass  sich die mittlere Zahnkraft innerhalb dieser     Vierflan-          kenberührungsteilstrecke    sprunghaft ändert. An dem  Teil e42' der Vierflankenberührungsteilstrecke e42 be  wirkt die Lage des Wälzpunktes eine Verkleinerung  der mittleren Zahnkraft     P",.    Die gleiche Erscheinung  tritt an der Vierflankenberührungsteilstrecke e41 auf,  an deren Teil     e41',    ebenfalls hervorgerufen durch die  Lage des     Wälzpunktes    W, eine Verkleinerung der  mittleren Zahnkraft vorhanden ist.

   Wenn sich nämlich  im Wälzpunkt W innerhalb der     Vierflankenberüh-          rungsteilstrecke    e42 eine Werkzeug- und eine Werk  stückflanke berühren, so berühren sich gleichzeitig  eine Grundkreisteilung davon entfernt in der     Vier-          flankenberührungsteilstrecke        e41    wiederum eine Werk  zeug- und eine Werkstückflanke.

   Die Umkehr der  Reibungskraft am Wälzpunkt W wirkt sich somit auch  an der Vierflankenberührungsteilstrecke e41 aus, da  jeweils die Resultierende aus dien Zahnkräften auf die  linken Zahnflanken und die Resultierende aus den  Zahnkräften auf die rechten Zahnflanken mit der Ra  dialkraft (welche sich aus der Anpresskraft des Werk  zeugs ergibt) bei jeder Radstellung im Gleichgewicht  stehen müssen.  



  In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel reihen sich  somit abwechselnd geradzahlige (e41, e2, e42) und     un-          geradzahlige    Flankenberührungsteilstrecken e31, e32,       e33    aneinander, wobei der     Wälzpunkt    W innerhalb  einer geradzahligen Flankenberührungsteilstrecke e42  liegt und wobei sich eine ungeradzahlige Flanken  berührungsteilstrecke e32 an dien Teil e42' einer gerad  zahligen Flankenberührungsteilstrecke e42 unmittelbar  anschliesst, an dem wegen der Lage des Wälzpunktes  W eine kleinere mittlere Zahnkraft     P",    auftritt als in  der erwähnten ungeradzahligen Flankenberührungs  teilstrecke.  



  Zweckmässig liegt hierbei wie gemäss Fig. 2 am  Werkstückzahnfussende F der Eingriffsstrecke eine  ungeradzahlige Flankenberührungsteilstrecke e33.  



  Durch die Erfindung ist ein kleiner Abmessungs  bereich der Werkstück- bzw. Werkzeugabmessungen  definiert, in welchem die günstigsten Abmessungen  liegen. Besonders bei kleinen Werkstückzähnezahlen  oder grossem Modul, insbesondere bei geradverzahn  ten Stirnrädern, treten in dem vorstehend genannten  Abmessungsbereich gelegentlich noch kleine Flanken  gruben an den Werkstückzahnflanken auf, welche  durch die nachstehend genannten Massnahmen aus  geschaltet werden können.  



  Falls beim Feinbearbeiten der Werkstückzahnflan  ken Werkstückflankengruben mit abfallendem Zahn-    kopf auftreten, so können diese im wesentlichen oder       ganz        vermieden    werden durch eine     Verkleinerung    des       Abmessungsverhältnisses   
EMI0003.0021  
   z. B. um 0,02, wo  bei (wie aus Fig. 2 ersichtlich ist) e die Länge der       Eingriffsstrecke    und c den Abstand des Werkstück  zahnfussendes F der     Eingriffsstrecke    vom     Mittelpunkt     A einer geradzahligen Flankenberührungsteilstrecke  darstellen.

   Eine Flankengrube mit abfallendem Zahn  kopf ist dann vorhanden,     wenn    bei über die     Eingriffs-          strecke    abgetragener Evolventenabweichung die Flan  kendiagrammkurve vom Werkstückzahnkopf zum  Werkstückzahnfuss betrachtet, von einem mittleren  Wert zu     einem    Höchstwert ansteigt, dann zu einem  Tiefstwert absinkt und dann wieder ansteigt. Um     eine     Verkleinerung des     Abmessungsverhältnisses        dl        zu    er  reichen, kann die Zahnkopfhöhe des Werkzeugs vor  dem Abwälzen um einen     kleinen    Betrag, z. B. 0,1 mm,  verkleinert werden, z.

   B. durch     Überschleifen.    Ferner  kann eine Verkleinerung von     dl    dadurch erreicht  werden, dass neue Werkstücke     benutzt    werden, deren  Zahnkopfhöhe vor dem Abwälzen um einen kleinen  Betrag, z. B. 0,1 mm, vergrössert ist.     Ferner    kann eine       Verkleinerung    von     dl    dadurch erreicht werden, dass  die Profilverschiebung und die Zahnkopfhöhe des  Werkzeugs vor dem     Abwälzen    je um einen     kleinen     Betrag, z. B. 0,1 mm, verkleinert werden.  



  Falls beim Feinbearbeiten der Werkstückzahnflan  ken Werkstückflankengruben mit am Zahnkopf feh  lerhaft entgegen der Richtung auf die Zahnprofilmit  tellinie abweichenden Flankenformen (kurz:  Werk  stückflankengruben mit ansteigendem Zahnkopf  ge  nannt) auftreten, so können diese im wesentlichen  oder ganz vermieden werden durch eine Vergrösse  rung des Abmessungsverhältnisses  
EMI0003.0042     
    z. B. um 0,02.

   Eine Flankengrube mit ansteigendem  Zahnkopf ist dann vorhanden, wenn die     Evolventen-          diagrammkurve    vom     Werkstückzahnkopf    zum Werk  stückzahnfuss betrachtet von     einem    Höchstwert     zu     einem Tiefstwert (Flankengrube) absinkt, dann     zu     einem zweiten Höchstwert ansteigt und dann wieder  abfällt. Eine Vergrösserung von     dl    kann dadurch er  reicht werden, dass die.     Zahnkopfhöhe    des Werkstücks  gegenüber der vorher verwendeten     Zahnkopfhöhe    um  einen kleinen Betrag, z. B. 0,1 mm,     verkleinert    wird.

    Ferner kann eine Vergrösserung von     dl    dadurch er  reicht werden, dass ein neues oder anderes Werkzeug  verwendet wird, dessen     Zahnkopfhöhe    vor dem<B>Ab-</B>  wälzen um einen kleinen Betrag, z. B. 0,1 mm, ver  grössert ist. Auch kann eine Vergrösserung von     dl    da  durch erreicht werden, dass die Profilverschiebung des  Werkzeugs vor lern     Abwälzen    um     einen    kleinen. Be  trag, z. B. 0,1 mm, verkleinert wird, ohne die Werk  zeugzahnkopfhöhe zu     verändern.     



  Der     Erfindungszweck    wird am einfachsten da  durch erreicht, dass ein Werkzeug zunächst mit Ab-           messungen        abgefertigt    und/oder     benutzt    wird, die mit  den     Werkstückabmessungen    der Bedingung  
EMI0004.0004     
    entsprechen, dass dann die Werkzeugzahnkopfhöhe  schrittweise um kleine Beträge, z.

   B. 0,1 mm, ver  kürzt wird, bis das Werkzeug einwandfreie Werk  stückflanken (ohne     Flankengruben)        erzeugt,    wobei  v =<B>0, </B> 1,   2<B>...</B> und 43     dien    reziproken Wert der  Eingriffsdauer     darstellt.    Hierbei kann so     vorgegangen     werden, dass ein Werkzeug zunächst mit einer solchen  Profilverschiebung     angefertigt    oder     benutzt    wird, die  mit den Abmessungen der zu bearbeitenden Werk  stücke der Bedingung  
EMI0004.0012     
    entspricht, wobei die     Eingriffsstrecke    zwischen     Werk-          ze.ug    und Werkstück um einen kleinen Betrag, z.

   B.  0,25 - m, grösser ist als die     Eingriffsstrecke    zwischen  Werkstück und dessen     Gegenwerkstück,    und mit     einer     solchen Zahnkopfhöhe, die um einen kleinen Betrag,  z. B. bis 0,5 mm, grösser ist als die der     Bedingung     
EMI0004.0020     
    entsprechende.    In dem der Fig. 2 zugrunde gelegten Zahlen  beispiel entspräche ein Werkzeugaussendurchmesser  da2 = 269,78 mm einem Abmessungsverhältnis d1 =  0,5. Das Werkzeug wird, entsprechend den vorste  henden Darlegungen, also zweckmässig zunächst mit  einem grösseren Aussendurchmesser, z. B. mit     d"2    =  270,78 mm, hergestellt und dann der Werkzeugaussen  durchmesser schrittweise um kleine Beträge, z.

   B. je  weils um 0,1 mm, verkürzt, bis das Werkzeug ein  wandfreie Werkstückflankenformen (ohne Flanken  gruben) erzeugt.  



  Wenn hierauf bei der Feinbearbeitung von unter  sich     annähernd        gleichen    Werkstücken die Werkzeug  flanken     abgenützt    oder beschädigt sind, so kann das  Werkzeug an den Zahnflanken nachgearbeitet werden.  Hierbei wird zweckmässigerweise so vorgegangen, dass  beim Nacharbeiten, z. B.     Schärfen,    eines Werkzeugs  die Profilverschiebung und Zahnkopfhöhe des Werk  zeugs um solche Beträge verkleinert werden, dass das  Abmessungsverhältnis d1 nach der Nacharbeit unge  fähr gleich ist dem     Abmessungsverhältnis    41 vor der  Nacharbeit.  



  Erzeugt ein Werkzeug kleine Werkstückflanken  gruben und besteht die Möglichkeit, die Werkstück  zahnkopfhöhe etwas zu ändern (die meisten Zahnrad  getriebe vertragen kleine Aussendurchmesseränderun  gen), so kann zunächst ein Werkstück hergestellt und/  oder verwendet werden, welches verschiedene     Zahn-          kopfhöhen    aufweist, z. B.     ein        Zahnrad    mit exzentri  schem Kopfkreis, dessen mittlerer Aussendurchmesser  mit den Abmessungen des Werkzeugs der Bedingung  
EMI0004.0031     
    entspricht. Bei einem derartigen feinbearbeiteten  Werkstück weisen die Zahnflanken unterschiedliche  Flankenformen auf. Bei demjenigen Zahn, der die  beste Flankenform aufweist, stellt man durch Vermes  sung die Zahnkopfhöhe fest.

   Hierauf kann man eine  Serie von Werkstücken mit der in der vorstehenden  Weise bestimmten Zahnkopfhöhe herstellen und dann  mit dem Werkzeug fein bearbeiten.  



  Der Zusammenhang zwischen den üblichen Ver  zahnungsdaten bei Modul m = 1 und     '1    sowie 43 ist  beispielsweise durch folgende Beziehungen gegeben:  
EMI0004.0033     
  
       Hierbei bedeutet:  
EMI0005.0000     
  
    <B>in</B> <SEP> den <SEP> Modul,
<tb>   " <SEP> den <SEP> Eingriffswinkel <SEP> am <SEP> Teilkreisdurchmesser,
<tb>  a <SEP> den <SEP> Achsabstand,
<tb>  z <SEP> die <SEP> Zähnezahl,
<tb>  (;" <SEP> den <SEP> Schrägungswinkel <SEP> am <SEP> Teilkreis,
<tb>  h,; <SEP> die <SEP> Zahnkopfhöhe,
<tb>  x <SEP> den <SEP> Profilverschiebungsfaktor,
<tb>  r <SEP> dien <SEP> Radius,
<tb>  s <SEP> die <SEP> Zahnstärke,
<tb>  e <SEP> die <SEP> Eingriffslänge,
<tb>  Index <SEP> s:

   <SEP> im <SEP> Stirnschnitt <SEP> der <SEP> Verzahnung,
<tb>  Index <SEP> <I>n:</I> <SEP> im <SEP> Normalschnitt <SEP> der <SEP> Verzahnung,
<tb>  Index <SEP> g: <SEP> am <SEP> Grundkreis,
<tb>  Index <SEP> a: <SEP> am <SEP> Aussendurchmesser,
<tb>  Index <SEP> 1: <SEP> am <SEP> Werkstück,
<tb>  Index <SEP> 2: <SEP> am <SEP> Werkzeug,
<tb>  Index <SEP> k: <SEP> am <SEP> Zahnkopf,
<tb>  Index <SEP> o: <SEP> am <SEP> Teilkreis,       t die Eingriffsdauer (oder Überdeckungsgrad),  Index v: mit Berücksichtigung der Profilverschie  bung.  



  Andere, aber den vorstehenden mathematischen  Beziehungen gleichwertige mathematische Zusammen  hänge, welche die Abmessungsverhältnisse     Al    und A3  sowie die Flankenberührungsteilstrecken betreffen,  sind in der österreichischen     Patentschrift    Nr. 188627  beschrieben.  



  Das Auffinden der Flankenberührungsteilstrecken  wird im folgenden anhand von Fig. 3 und Fig. 4 er  läutert:  In Fig. 3 ist ein Eingriffsbild zwischen einem  Werkzeug<I>Wz</I> und einem Werkstück<I>Ws</I> für     dien    Fall  dargestellt, dass ein     Werkzeugzahn    symmetrisch zur  Verbindungslinie M-M der beiden Radmittelpunkte  liegt. In dieser Stellung     berühren    sich die     Werkzeug-          und    Werkstückflanken in vier Punkten Al, A3, B1, B3  auf den Eingriffsstrecken e. Eine der     beiden    Eingriffs  strecken e mit dem Kopfende K und dem Fussende F  (bezogen auf den Werkstückzahn) ist in Fig.4 dar  gestellt.

   Der Abstand des Flankenberührungspunktes  A1 vom Punkt     A3    (ebenso wie der Abstand! des Punk  tes Bi vom Punkt B3) ist gleich der Grundkreistei  lung t.. Dreht sich das Werkzeug Wz (in Fig. 3 oben  dargestellt) um -einen kleinen Betrag, so dass ein Flan  kenberührungspunkt auf einer     Eingriffsstrecke    e von  A 1 nach K wandert, so wandern die drei übrigen  Flankenberührungspunkte A3, B1, B3 ebenfalls um  den Betrag A1K auf den Eingriffsstrecken e nach  links. Während dieser kleinen Drehung berühren sich  also vier Flanken des Werkzeugs und Werkstücks  gleichzeitig.

   Die Strecke A1K ist somit ein Teil einer  sogenannten  Vierflankenberührungsteilstrecke  e41  (Fig. 4), ebenso wie die sich links an A3 anschliessende  Strecke vom Betrag A1K ein Teil einer Vierflanken  berührungsteilstrecke     e42    ist.  



  Dreht sich das Werkzeug von der in Fig. 3 dar  gestellten Stellung so, dass die vier Flankenberührungs  punkte von A1, A3, B1, B3 um den Betrag A1K    (= BA auf den Eingriffsstrecken e nach rechts wan  dern, so findet ebenfalls Vierflankenberührung statt.  Die Flankenberührungspunkte A1, As, B1, B3 stellen  somit die Mittelpunkte der gleich langen     Vierflanken-          berührungsteilstrecken    e41 und e42 (wie in Fig. 4 für  eine der Eingriffsstrecken e angegeben ist) dar.  



  Wird das Werkzeug Wz von der in Fig. 3 darge  stellten Stellung um eine halbe Teilung verdreht, so  liegt ein Werkstückzahn symmetrisch zur Verbin  dungslinie M-M der beiden Radmittelpunkte, und so       berühren    sich nur     zwei    Flanken des Werkzeugs und  Werkstücks in den Punkten     A2    und     B2.    Bei einer wei  teren Drehung in oder entgegen dem Uhrzeigersinn  berühren sich so lange zwei Flanken, bis eine dritte  Flanke des Werkzeugs und Werkstücks am Werk  stückfussende F einer     Eingriffsstrecke    e zum Eingriff  kommt.

   Der Übergang von einer     Zweiflankenberüh-          rungsteilstrecke    e2 (Fig. 4) in eine     Dreiflankenberüh-          rungsteilstrecke    e31 liegt vom Werkstückzahnfussende  F einer Eingriffsstrecke (entsprechend dem Flanken  abstand) um eine Grundkreisteilung t". entfernt. A2  (ebenso wie B2) stellt den Mittelpunkt einer     Zweiflan-          kenberührungsteilstrecke    e2 dar.  



  Neben den geradzahligen Flankenberührungsteil  strecken e2, e41, e42 verbleiben auf den     Eingriffsstrek-          ken    (Fig. 4) noch die     Dreiflankenberührungsteilstrek-          ken    e31, e32, e33, die gleiche Längen aufweisen.  



  Mit Hilfe der Eingriffsstrecke e der Grundkreis  teilung tg. und der Lage eines Symmetriepunktes Ai  (wobei i = 1, 2<B>...</B> ) (als Symmetriepunkte werden im  folgenden die     Flankenberührungspunkte    bei einer sol  chen Radstellung bezeichnet, bei der entweder ein  Werkzeug- oder ein Werkstückzahn symmetrisch zur  Verbindungslinie M-M der beiden Radmittelpunkte  liegt) lässt sich somit die Konstruktion der Flanken  berührungsteilstrecken     leicht        durchführen.    Es ist  hierzu erforderlich, auf einer     Eingriffsstrecke    e (ähn  lich Fig.4) die Symmetriepunkte Ai einzutragen,  deren gegenseitiger Abstand der halben Grundkreis  teilung (in Fig.

   4 mit
EMI0005.0033  
   bezeichnet) gleich ist, und je  einmal vom Kopfende K und Fussende F die Grund  kreisteilung     t6    abzutragen. Zu jedem so erhaltenen  Eingriffswechselpunkt (in Fig. 4 die Übergangsstellen  von     e31    nach     e2    und von     e32    nach     e42)    sowie zu K und  F lässt sich dann je ein weiterer Eingriffswechselpunkt  symmetrisch zu je einem der Symmetriepunkte Ai  (z. B. mit dem Zirkel) eintragen.

   So lässt sich in Fig. 4  die Strecke A2e31.2 (e31,2 bedeutet die Übergangsstelle  von     e31    nach e2) von     A2    nach rechts abtragen, um     e2,32     (Übergangsstelle von     e2    nach     e32)    zu erhalten. Durch  Abtragen der Strecke     A3e32,42    von     A3    aus nach rechts  ergibt sich der Wechselpunkt     e42,33'    Schliesslich lässt  sich durch Abtragen der Strecke     A1K    von     Al    nach       rechts    noch der Wechselpunkt     e41.31        finden.     



  In     Fig.    5 und     Fi'g.    6 ist gezeigt, wie man auf ein  fache Weise die beim     Feinbearbeitungsvorgang    auf  die     Werkstückzahnflanken    wirkenden     Zahnkräfte        er-          mitteln    kann.

   In     Fig.    5 sind im Normalschnitt der Ver  zahnungen die auf das Werkstück an den Flanken-      berührungspunkten A2, B2 wirkenden Zahnkräfte PI  und Pr aufgetragen, deren Wirkungslinien zu den     Ein-          griffsstrecken    e um den Reibungswinkel     o    geneigt  sind, für den Fall, dass sich das Werkzeug im Uhr  zeigersinn entsprechend dem Pfeil n dreht. Als Mass  einheit kann dabei die radiale Anpresskraft AR (vgl.  Fig. 6) des Werkzeugs benutzt werden. Aus den ge  schlossenen statischen Kraftecken lassen sich     (ähnlich     wie in Fig. 6) in bekannter Weise die Zahnkräfte PI  und Pr für jeden Punkt der Werkstückzahnflanken er  mitteln.

   Die mittlere Zahnkraft Pm ist dann jeweils der  arithmetische Mittelwert aus den Zahnkräften P1 und  Pr - A (vgl. Fig. 6) stellt die vom Werkzeug auf das  Werkstück ausgeübte Gesamtkraft dar.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Fein- oder Fertigbearbeitung von Verzahnungen durch verzahnte Werkzeuge, insbeson dere Schabräder, wobei sich Werkstück und Werk zeug in ihren Verzahnungen ohne Flankenspiel auf einander abwälzen, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Abwälzen von Werkstück und Werkzeug in den Eingriffsstrecken nur geradzahlige Flankenberüh rungsteilstrecken (e41, e2, e42) aneinanderreihen, wenn der Wälzpunkt (W) mindestens annähernd an der übergangssteile zweier (e2, e42) dieser Flankenberüh rungsteilstrecken, mindestens annähernd an einem Ende oder ausserhalb der Eingriffsstrecken liegt, dass sich dagegen abwechselnd geradzahlige (e41, e2, e42)
    und ungeradzahlige (e31, e32, e33) Flankenberührungs teilstrecken in den Eingriffsstrecken aneinanderreihen, wenn der Wälzpunkt (kV) innerhalb einer geradzahli gen Flankenberührungsteilstrecke (e42) liegt und sich dabei eine ungeradzahlige Flankenberührungsteil strecke (e32) an den Teil (e42) .einer geradzahligen Flankenberührungsteilstrecke (e42) unmittelbar an schliesst, an dem wegen der Lage des Wälzpunktes (W) eine kleinere mittlere Zahnkraft (Pm) auftritt als in der erwähnten ungeradzahligen Flankenberührungs teilstrecke (e32). II.
    Verzahntes Werkzeug, welches einem verzahn ten Werkstück zum Bearbeiten der Zahnflanken zu geordnet ist, zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in den Eingriffsstrecken nur eine gerade Zahl von Zahnflan ken beim Abwälzen nacheinander zugleich in Eingriff sind und der Wälzpunkt die Eingriffsstrecken an der Übergangsstelle zwischen zwei solchen Berührungs- zuständen entsprechenden Teilstrecken teilt oder sich am Ende oder ausserhalb der Eingriffsstrecken befin det,
    dass sich dagegen abwechselnd eine gerade und ungerade Anzahl von Flanken gleichzeitig berühren, wenn der Wälzpunkt innerhalb einer einem geradzah ligen Berührungszustand entsprechenden Teilstrecke liegt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass beim Abwälzen eine ungeradzah- lige Flankenberührungsteilstrecke am Werkstückfuss ende (F) der Eingriffsstrecken liegt. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass eine mit abfallendem Zahnkopf entstehende Werkstückflankengrube durch eine Ver kleinerung des Streckenverhältnisses EMI0006.0023 z.
    B. um 0,02, im wesentlichen oder ganz vermieden wird, wobei e die Länge einer Eingriffsstrecke und c den Abstand des Werkstückzahnfussendes einer Ein griffsstrecke vom Mittelpunkt einer geradzahligen Flankenberührungsteilstrecke darstellen. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zahnkopfhöhe des Werkzeugs vor d; m Abwälzen um einen kleinen Betrag, z. B. 0,1 mm, durch Wegarbeiten, z. B. Überschleifen, ver kleinert wird. 4. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zahnkopfhöhe des Werkstücks vor dem Abwälzen um einen kleinen Betrag, z. B. 0,1 mm, vergrössert wird.
    5. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Profilverschiebung und die Zahnkopfhöhe des Werkzeugs vor dem Abwälzen je um einen kleinen Betrag, z. B. 0,1 mm, verkleinert werden. 6. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass eine mit ansteigendem Zahnkopf entstehende Werkstückflankengrube durch eine Ver grösserung des Abmessungsverhältnisses Al, z. B. um 0,02, vor dem Abwälzen im wesentlichen oder ganz vermieden wird. 7. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zahnkopfhöhe des Werkstücks vor dem Abwälzen um einen kleinen Betrag, z. B. 0,1 mm, verkleinert wird. B.
    Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Zahnkopfhöhe des Werkzeugs vor dem Abwälzen um einen kleinen Betrag, z. B. 0,1 mm, vergrössert wird. 9. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Profilverschiebung des Werk zeugs vor dem Abwälzen um einen kleinen Betrag, z. B. 0,1 mm, verkleinert wird, ohne die Werkzeug- zahnkopfhöhe zu verändern.
    10. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass das Werkzeug zunächst mit Ab messungen angefertigt wird, die mit den Werkstück abmessungen der Bedingung EMI0006.0046 entsprechen, dass dann die Werkzeugzahnkopfhöhe schrittweise um kleine Beträge, z. B. 0,1 mm, ver kürzt wird, bis das Werkzeug einwandfreie Werk stückflanken ohne Flankengruben erzeugt, wobei v = 0,<B> l,</B> 2<B>...</B> und A3 den reziproken Wert der Eingriffsdauer darstellt. 11.
    Verfahren nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeug zunächst mit einer Profilverschiebung angefertigt wird, die mit den Ab messungen der zu bearbeitenden Werkstücke der Be dingung EMI0007.0000 entspricht, wobei die Eingriffsstrecke zwischen Werk zeug und Werkstück um .einen kleinen Betrag, z. B. 0,25 - m, grösser ist als die Eingriffsstrecke zwischen Werkstück und dessen Gegenwerkstück, und mit einer Zahnkopfhöhe, die um einen kleinen Betrag, z. B. bis 0,5 mm, grösser ist als die der Bedingung EMI0007.0002 entsprechende. 12. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass beim Nacharbeiten, z. B.
    Schärfen, eines Werkzeugs die Profilverschiebung und Zahn kopfhöhe des Werkzeugs um solche Beträge verklei nert werden, dass das Abmessungsverhältnis 4i nach der Nacharbeit ungefähr gleich ist dem Abmes sungsverhältnis 41 vor der Nacharbeit. 13. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mit einem Werk stück abgewälzt wird, welches unterschiedliche Zahn kopfhöhen aufweist. 14.
    Verfahren nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mit einem Werk stück abgewälzt wird, welches als Zahnrad mit ex zentrischem Kopfkreis ausgebildet ist: 15. Verfahren nach Unteranspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Werkstückaussen- durchnnesser mit den Abmessungen des Werkzeugs der Bedingung EMI0007.0013 entspricht. 16.
    Werkzeug nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet durch solche Abmessungen, dass die Anzahl der sich periodisch nacheinander beim Abwälzen mit dem zugeordneten Werkstück berührenden Zahnflan ken am Ende einer Periode eine ungerade ist.
CH357256D 1954-06-24 1955-06-22 Verfahren zur Fein- oder Fertigbearbeitung von Verzahnungen durch verzahnte Werkzeuge, insbesondere Schabräder, und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens CH357256A (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2691089A1 (fr) * 1992-05-16 1993-11-19 Hurth Maschinen Werkzeuge Procédé pour générer des outils de travail de précision en forme de roues dentées, notamment pour la rectification de roues de raclage, et outil en forme de roue dentée.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2691089A1 (fr) * 1992-05-16 1993-11-19 Hurth Maschinen Werkzeuge Procédé pour générer des outils de travail de précision en forme de roues dentées, notamment pour la rectification de roues de raclage, et outil en forme de roue dentée.

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