CH362274A - Stirnzahnräderpaar mit Evolventenverzahnung - Google Patents

Stirnzahnräderpaar mit Evolventenverzahnung

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CH362274A
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Imre Dipl Ing Botka
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Ganz Vagon Es Gepgyar
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    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description


  Stirnzahnräderpaar mit Evolventenverzahnung    Die Erfindung bezieht sich auf ein Stirnzahnräder  paar mit Evolventenverzahnung. Solche Paare haben  die bekannte Grundeigenschaft, dass in einem Zahn  radpaar zusammenarbeitende und auf einander kine  matisch richtig abrollbare Zahnräder innerhalb ge  wisser Grenzen bei jedem zwischenliegenden Wert  des Achsabstandes gepaart werden können bzw. im  Falle gegebener Zähnezahlen z1  <  z2 oder im Falle  gegebener übersetzung i = z2/z1 > 1 die Abmessun,  gen der Zähne, dieser Eigenschaft entsprechend, auf  eine die Bedingung der spielfreien Abrollbarkeit be  friedigende Weise bestimmt werden können.

   Auf  diese Möglichkeit sind bereits bis jetzt verschiedene  Verzahnungssysteme basiert, die voneinander darin  abweichen, dass auf der Evolvente, oberhalb des zu  ihrer Erzeugung dienenden Grundkreises vom Halb  messer ra, mittels der sogenannten Profilverschiebung  x gleichfalls verschiedene Kurvenabschnitte als arbei  tende Zahnprofile erwählt wurden, wodurch sich auch  die Zahnkopfhöhen mit entsprechend verschiedenen  Werten ergeben.  



  Das erfindungsgemässe Stirnzahnräderpaar ist da  durch ausgezeichnet, dass das Ritzel und Rad dessel  ben so gepaart sind, dass sie von einem Verteilungs  faktor q2 abhängige Zahnkopfhöhen f1 = (1-q2) - h'  bzw. f 2 = q2h' besitzen, wo h' = f 1 + f z die gemein  same Zahnhöhe ist,     während        q2,    unter Zulassung  einer   3 % nicht überschreitenden Toleranz, aus der  Bedingung des Ausgleiches der in zwei Punkten der  Eingriffsstrecke mit Höchstwerten auftretenden  augenblicklichen lokalen Blokschen Temperaturerhö  hungen ermittelt wird.  



  Die anliegenden Figuren beziehen sich auf ein       Ausführungsbeispiel    des Erfindungsgegenstandes, und  zwar zeigt:  Fig. 1 drei Eingriffsstellungen der Räder des  Zahnradpaares,    Fig. 2 eine Eingriffsstellung von eingreifenden  Zähnen eines Zahnradpaares, während  Fig. 3 ein auf die vorigen Abbildungen :basiertes  Diagramm der nachstehend definierten, für die Er  findung massgebenden momentanen lokalen Tempe  raturerhöhungen     #    veranschaulicht wobei mit Kenn  ziffern 1 oder 2 versehenen Bezugszeichen auf in der  Fachliteratur gebräuchliche Weise als Bezeichnungen  des Ritzels bzw. des Rades des Zahnradpaares zu ver  stehen sind.  



  Fig. 1 zeigt das Ritzel und das Rad des Zahn  räderpaares mit Evolventenverzahnung nur durch ihre  charakteristischen Kreise, wobei der Zahneingriff  durch einander im augenblicklichen Berührungspunkt  P berührende Zahnprofile dargestellt ist. Angenom  men, dass der Zahnmodul m, die Zähnezahlen z1 und  z2 = izl, die Grundkreishalbmesser r.1 und rat, die       Teilkreishalbmesser   
EMI0001.0006  
   die     Wälz-          kreishalbmesser        r"    und     r9.2,    der     Achsabstand     <B>017-02</B><I>= a =</I>     Yg'1   <I>+</I>     Y,21     ferner der     Werkzeugeingriffswinkel        -ä-,

  und    der     Wälz-          eingriffswinkel        E    wie gewöhnlich frei wählbare oder  bekannte gegebene Grössen sind, bestehen zwischen  denselben die teils auch aus     Fig.    1 unmittelbar ab  leitbaren folgenden bekannten Beziehungen:  
EMI0001.0020     
      Diese Gleichungen zeigen, dass im Falle von e = a  (Null- bzw.

   VO-Verzahnung, gekennzeichnet durch  xl+x2 O) rg1 und rg2 auf r1 bzw. r2 zurückgehen, und mit  zunehmendem     #    auch der Achsabstand 01-02 = a  zunimmt, dessen Zunahme über den     Achsabstand    der  Nullverzahnung ao = r1 + r2 zufolge des Umstandes,  dass für e > a die Teilkreise vom den Berührungs  punkt der Wälzkreise bildenden Wälzpunkt F ver  schoben sind, durch die diesfalls entstehenden, auf  der Figur nicht bezeichneten Profilverschiebungen  mxl und mx, bestimmt ist.

   Der Wälzpunkt F kann  auch als der Schnittpunkt des Achsabstandes 01-0,  mit der gemeinsamen inneren Tangente k = NI -N2  der Grundkreise erhalten werden, auf welcher, der  sogenannten Eingriffslinie, innerhalb des zwischen  den Punkten K1 und K2 gemessenen Abstandes     (Ein-          grifsstrecke)    die Berührung zwischen zwei aneinander  abrollenden Zähnen, z. B. im veränderlichen Be  rührungspunkt P, stattfindet. Vom Gesichtspunkte der  Erfindung ist es erwähnenswert, dass N1 -P = q1 und  N2 P = Q2 die zum augenblicklichen Berührungs  punkt P gehörenden Krümmungshalbmesser der sich       berührenden    Zahnprofile bezeichnen, deren Summe    Q1 +Q2=N1-N2     =a-sin#    (1)    in allen möglichen Stellungen von P konstant ist.

    Fig. 2 ist, hinsichtlich weiterer Halbmesser von  Belang, mit Halbmessern R1 und R2 der Kopfkreise  sowie mit den Halbmessern rd1 und rd2 der Fusskreise  ergänzt. Wie aus dieser Figur ersichtlich ist, ergibt  sich die Zahnhöhe als die Summe der Zahnkopfhöhe  und der Zahnfusshöhe, wobei die Fusshöhe des einen  Zahnrades des Räderpaares als die Summe des Zahn  kopfspiels c und der Kopfhöhe des anderen Zahn  rades ausgedrückt werden kann, so dass z. B. für  h2=hl,h2=f2+d2=fl+f2+c.  



  Die in dieser Gleichung vorkommende Summe der  Zahnkopfhöhen h' = f1 + f2, das heisst die zwischen  den Kopfkreisen aus dem     Achsabstand    ausgeschnit  tene Strecke wird  gemeinsame Zahnhöhe  genannt,  deren Grösse auf Grund bekannter verzahnungsgeo  metrischer Beziehungen aus den Bestimmungsgrössen  (Modul, Zähnezahlen, Eingriffswinkel a und 8 usw.)  berechnet werden und somit auch selbst als eine ge  gebene Grösse erachtet werden kann, wobei aber  ihre Zerlegung auf f1 und f2 noch unbestimmt bleibt  und hierzu der     Ersinnung    einer auch die Ermittlung  der Profilverschiebung ermöglichenden besonderen  Hilfsbedingung bedarf.

   Diesbezüglich erwies sich  im vorliegenden     Erfindungsfalle    vorteilhaft, anstatt  der absoluten Grösse von f 1 oder f2 , aus dem relativen  Mass der einen derselben, z. B. der letzteren Abmes  sung, und zwar in der Form des  Verteilungsfaktor   genannten Bruches  
EMI0002.0010     
    auszugehen, mit deren Hilfe bzw. mit Hilfe der Aus  drücke    f2-q2h', fl=h'-f,2=(1-q2).h'  die     Kopfkreishalbmesser        R1    und R., des     Ritzels    bzw.  des Rades entsprechend der aus     Fig.2    ableitbaren  Formeln  
EMI0002.0015     
    als lineare Funktionen von     q2    angegeben werden  können.  



  Mit     q2    und mit den     hievon    in der dargestellten  Weise abhängigen Abmessungen ist eine konkrete  Verzahnungsaufgabe grundsätzlich vollständig gelöst,  denn     Ritzel    und Rad des entsprechenden Zahnrad  paares können für einen bestimmten Wert von     q2     nur bei zwei ganz bestimmten     Wälzkreishalbmessern,     mit zwei ganz bestimmten Profilverschiebungen mit  einander gepaart werden, so dass aus     q2    auch die  Profilverschiebungen     ermittel'bar    sein müssen, und  nunmehr ist nur die Frage zu entscheiden, in welcher  Weise eine solche Hilfsbedingung für die Zerlegung  der gemeinsamen Zahnhöhe h' bzw.

   für die Berech  nung von     q2    gefunden werden kann, wodurch die  praktischen Anforderungen der Verzahnungstechnik  am besten befriedigt werden.  



  Hinsichtlich solcher Hilfsbedingungen haben die  bisherigen Forscher ihre Überlegungen meistens auf  die durch Zahnreibung verursachte Abnutzung ba  siert, deren Wirkung für gewisse Vorstellungen mit       Hilfe    des sogenannten relativen Gleitmasses     (Gleitfunk-          tion        @)    studiert werden konnte. So nahm z.

   B.     Büchner     für sein Verzahnungssystem an, das relative Gleitmass       "ih,    im Endpunkt K., der Eingriffsstrecke     K1-        K.2     soll das     i-fache    des Gleitmasses     rjhl    im Anfangspunkt       K1    der Eingriffsstrecke betragen, während     Maag    die  Flächeninhalte der die Änderung der Gleitfunktion  darstellenden Gleithyperbeln     oberhalb    der Eingriffs  strecke     gleich    gross gewählt hatte.

   Wie bekannt, haben  diese gemäss heutiger Beurteilung völlig     willkürlichen     Annahmen zu .einander widersprechenden Schlüssen ge  führt, und so versuchte     Diker,    gleichfalls in willkür  licher und sogar wissenschaftlich nicht motivierter  Weise, die Widersprüche zwischen den Systemen       Büchner    und     Maag    im     Kompromisswege    dadurch zu  überbrücken, dass er die vorerwähnten relativen  Gleitwerte     rji;l    und     rii;2    in den Anfangs- und End  punkten     K1    bzw. K,, der Eingriffsstrecke unterein  ander ausgeglichen auf gleiche Höhe gebracht hat.

    Besonders diese Widersprüche und die deshalb mei  stens nicht zufriedenstellenden praktischen Erfahrun  gen mussten somit zur Erkenntnis führen, dass für die  Ausarbeitung eines einwandfreien neuen Verzah  nungssystems es nicht genügt, allein auf die durch das  relative Gleitmass     erfassbare    Zahnreibung Rücksicht  zu nehmen, da hierbei auch bedeutende andere Fak  toren mitwirken können.  



  Ausser dem Zahnverschleiss verursachenden Glei  ten mögen als Zahnverletzungen verursachende wei-      tere Faktoren dieser Art vor allen Dingen die Grüb  chenbildung und die Anfressung der arbeitenden  Zahnflächen genannt werden. Die Grübchenbildung  (pitting) ist. den ungünstigen Werten der im Betrieb  auftretenden Hertzschen Pressungen zuzuschreiben  und äussert sich darin, dass aus den Zahnflächen in  folge     Adhäsion    und elastischer Werkstoffermüdung  stellenweise minimale Stoffteilchen herausgerissen  werden.

   Die Neigung zur     Anfressung    wird teils eben  falls durch hohe Werte der Hertzschen Pressungen,  hauptsächlich aber durch die Grösse der an den Be  rührungsstellen auftretenden augenblicklichen Tempe  raturerhöhungen bestimmt, und zwar in solchem  Masse, dass mit Rücksicht auf die Ergebnisse neuerer  Untersuchungen dem auf die Güte der Verzahnung  ausgeübten Einfluss dieser Temperaturerhöhungen  eine entscheidende Bedeutung beizumessen ist. Das    licher Temperaturerhöhungen wurde auf ganz all  gemeiner Grundlage zuerst vom niederländischen  Gelehrten Blok studiert, allerdings ohne Hinweis  darauf, in welcher Weise die Resultate seiner Unter  suchungen auf die Ausarbeitung eines neuen Ver  zahnungssystems angewendet werden könnten.

   Blok  hat zur Errechnung der von ihm  Blitztemperatur   (temperature flash) genannten augenblicklichen lo  kalen Temperaturerhöhung gewisse physikalische  Kennwerte der Werkstoffbeschaffenheit, hauptsäch  lich die lokale Wärmeabfuhr bzw. die diese bestim  mende Wärmeleitfähigkeit und spezifische Wärme in  Rechnung gestellt, mit deren Hilfe für die in Rede  stehende Temperatur eine im Wege von     Kontroll-          messungen    richtig befundene Formel erhalten wer  den konnte.  



  Im Falle von Zahnrädern liefert die Formel von  Blok eigentlich den Wert der der durchschnittlichen  Betriebstemperatur der Berührungsstelle überlagerten,  augenblicklich auftretenden lokalen Temperatur  zunahme. Dieser kann nach Vereinfachung der ur  sprünglichen Formel und nach Zusammenfassung der  Kennwerte der     Werkstoffbeschaffenheit    in einem  einzigen Zahlenwert, für Werkstoffkombination Stahl  auf Stahl in der Form von  
EMI0003.0006     
    aufgeschrieben werden, worin ,u. den zwischen den  Zähnen wirksamen Reibungskoeffizienten, p den auf  die Längeneinheit der     Zahnbreite    entfallenden Zahn  druck (Linienbelastung) in kg/cm, vti und vt2 die auf  die Eingriffslinie senkrechten Geschwindigkeitskom  ponenten der sich berührenden Erzeugenden der  Zahnflanken am Ritzel bzw.

   Rad in cm/sec, schliess  lich oi und 22 die zur Berührungsistelle gehörenden  Krümmungshalbmesser der sich berührenden Zahn  profile in cm bedeuten.  



  Die erwähnten Grössen Q1, Q2, vti und vt2 können  in bezug auf die Eingriffslinie k als     Abszissenachse     als die Funktionen einer von einem zweckmässig ge  wählten Anfangspunkt gerechneten unabhängigen Ver-    änderlichen (z. B. vom Punkt N1 oder N2 angefan  gen als die Funktionen von 2i bzw. o2) angegeben  werden und weil im Sinne der nachstehenden. Erörte  rung der Fig. 3 auch p als die Funktion dieser Ver  änderlichen ausgedrückt werden kann, kann im End  ergebnis auch die Änderung von 0 entlang der Ein  griffslinie graphisch veranschaulicht werden. Diese  Änderung von     #    ist auf Fig. 3 oberhalb der Eingriffs  linie k durch die vollausgezogene Kurve S dargestellt,  wo unterhalb der Eingriffslinie auch die durch die  Kurve L angedeutete typische Änderung der Linien  belastung eingezeichnet ist.

      Genauer betrachtet zeigt die graphische Darstel  lung der mit den Winkelgeschwindigkeiten     a)1    und     t)2     der beiden Zahnräder ausgedrückten Geschwindig  keitskomponenten         Vti    -     210)1    -     Q1    '     1(02   <B>und</B>     Vt2    =     1"02(02       gemäss den     Strichellinien   <I>A, B</I> der     Fig.    1 die lineare  Abhängigkeit dieser Grössen von     9i    bzw.

   02 (die Ent  fernung des Geschwindigkeitsvektors     vti    vom Rad  mittelpunkt<B>0,</B> ist nämlich     9i),    wobei die von den       Berührungspunkten    Ni bzw. N2 dar     Eingriffslinie    k  ausgehenden     Strichellinien    so gezeichnet sind, dass  sie sich in einem Punkte G der im     Wälzpunkt    F auf  die Eingriffslinie senkrecht     gestellten    geraden Linie  schneiden, da im Wälzpunkt     vti    und     vt2        bekanntlich     gleich gross sind,

   in dieser Weise ergeben sich für den  veränderlich wählbaren     Eingriffspunkt    P die aus dem  gestrichelten Diagramm in     Fig.    1 gemessenen zu  gehörigen Geschwindigkeitsvektoren     vti    und     Vt2.    Im  Gegensatz     hiezu    ist die Deutung des in     Fig.    3 dar  gestellten     Diagrammes    L der Linienbelastung p etwas  komplizierter, da es zu berücksichtigen ist,

       d'ass    (nach  dem die     Eingriffsstrecke        Ki    K2 grösser ist als die       Grundteilung        ta   <I>= t -</I>     cos   <I>a = m -</I>     n        cos   <I>a</I> der Ver  zahnung) es zwei gleich grosse äussere     Teile        Ki-ei     und     e2    K2 der     Eingriffisstrecke        .gibt,    in welchen (in  den sogenannten     Doppeleingriffsstrecken)

          gleichzeitig     zwei     Zahnpaare    in     Eingriff    stehen, während im     mitt-          laren    Teil     ei-e2    (in der sogenannten     Einzeleingriffs-          strecke)    nur ein einziges Zahnpaar arbeitet.

   Diese  Tatsache kann auch aus     Fig.    2 gefolgert werden, und  es ist das Druckdiagramm -so zu verstehen, dass wäh  rend in der     Einzeleingriffsgtrecke    der aus dem über  tragenen Drehmoment errechnete     Druckwert        p3    wie       dargestellt    konstant ist, derselbe in den     Doppelein-          griffsstrecken    derart auf zwei     veränderliche    Teile     p1          und    p2 zerfällt (siehe voll ausgezogene     Linie    L in       Fig.    3), dass     p1    + p2 = p bleibt.

   Hierbei bezieht sich       p1    auf das erste und p2 auf das zweite eingreifende  Zahnpaar. Gemäss den Untersuchungen von Dr.     Ing.          Karas    steigt nun     p1    zwischen in Eingriff tretenden  Zähnen linear an, während p2 im letzten Abschnitt  des Eingriffes linear     abfällt,    wobei die Änderung des  Druckes in den     Eingriffspunkten    ei und e2 Sprung  haft ist. Die Punkte ei und e2 können so bestimmt  werden, dass die     Grundteilung        t"    auf der     Eingriffslinie     von     K1    bzw. K2 ausgehend zweimal aufgetragen wird.

        Fig. 3 zeigt, dass die Kurve S an den Grenzpunk  ten ei, e2 der Einzeleingriffsstrecke, zufolge der sprung  haften Änderung der Linenbelastung, tatsächlich  Spitzenwerte S1, S2 besitzt, es ist aber zu beachten,  dass im dargestellten Falle in den äussersten Eingriffs  punkten K1 und K2 noch grössere Spitzenwerte S3, S4  auftreten, während in den Fällen sehr hoher Linien  belastungen die Temperaturspitzen doch in den Punk  ten e1, e2 am grössten sein können. Die Spitzenwerte  der Temperaturerhöhungen (S1), (S2), (S3) und (S4)  im gestrichelten Diagramm D in Fig. 3 beziehen sich  auf eine beliebige Verzahnung ohne Temperaturaus  gleich, wogegen die Werte S1, S2, S3 und S4 und die  voll ausgezogene Diagrammlinie S auf eine in den  Punkten K1 und K2 temperaturausgeglichene Verzah  nung, wobei also S3 = S4 ist.

   Da nun an Stellen grö  sserer Spitzenwerte auch die Neigung zur     Anfres-          sung        grösser    ist, besteht die getroffene Massnahme im  Grunde genommen darin, die Verteilungszahl q2 so  zu bestimmen, dass die Temperaturspitzen, je nach  der Natur des Betriebes, paarweise in den Punkten  K1, K2 bzw. e1, e2 ausgeglichen werden, da hiedurch  der     ausgeglichene    gemeinsame Spitzenwert niedriger  als der grössere beider nicht ausgeglichenen Werte  werden muss.

   (Im dargestellten Beispielsfalle sind die  grössten Spitzenwerte S3 und S4 ausgeglichen, also  einander gleichgemacht.)  Betreffend die Punkte K1, K2, ei, e2 oder K1, e2  usw. kann nun der Zweck der Erfindung zusammen  fassend in der Aufstellung eines Verzahnungssystems  angegeben werden, bei welchem die jeweils grössten  Temperaturerhöhungen für die zugehörigen zwei Ein  griffspunkte (z. B. für eines der Punktpaare K1, K2;  e1, e2 oder sogar K1, e2 usw.) ausgeglichen sind, also  einander gleich sind, wobei die Wahl eines, mit dem  genannten Höchstwert     ausgezeichneten    derartigen  Punktpaares durch gegenüber dem zu entwerfenden  Zahnräderpaar erhobene spezielle Ansprüche be  stimmt wird.  



  Zur Bestimmung des     Verteilungsfaktors    q2 unter  Berücksichtigung der jetzt aufgestellten erfindungs  gemässen Grundbedingung hat man aus der Gleich  heit der gemäss Formel (4) für zwei vorhin gekenn  zeichnete, je nach der Natur der Verzahnungsaufgabe  verschiedenartig zu wählende Punkte P', P" der Ein  griffslinie aufgeschriebenen Blokschen Temperatur  erhöhungen     #'    =     #"    auszugehen, da die durch  schnittlichen Betriebstemperaturen in beiden Punk  ten gleich gross zu setzen sind, wenn ein     Ausgleich     vorhanden ist. Bei Berücksichtigung der Formel (1),  gemäss welcher  NI -1V2 = 2i -I- e2' = ei" -f- N2' = a - sin s = korst.

    ist,     resultiert    aus dieser     Gleichheit    die Gleichung  
EMI0004.0012     
    in welcher die identischen und gleichen Faktoren ,u,  1,85 und  
EMI0004.0013  
      weiter  21' + 22 - 21" + Q2 '  an beiden Seiten weggelassen sind.  



  Mit dem gemäss Fig. 1 auf die Punkte P', P" auf  geschriebenen bekannten Ausdrücken  vt1' = e1' w1 = Q1 lw2, vt2 = e2 w2  Vtl "= Q1     #1    = 21"'(t)21 vt2 - 22" )2  nimmt die obige Gleichung die Form  
EMI0004.0015     
    an, wo der gemeinsame Faktor (o. von vt gleichfalls  verlassen ist. Einfache mathematische Transformatio  nen dieser Gleichung führen weiter zu deren rationel  len Form       @2'4@2"    - l2 ' e1 91" (  wo 9i und o2" wegen  ql' -I- 92' = 21" -I- Q2" = a - sin E  mit Q2 und Q1 " bzw. so ausgedrückt werden können,  dass die Endgleichung der Grundbedingung 0' = O"  (i2-1) Q 1" Q 2' = a sin E     #    (12Q1"-Q2') (6)  sein wird.

   Zum Beispiel in den Punkten P' = K1 und  P" = K2     (Fig.    3) gelten für     92'    und     o;'     
EMI0004.0021     
    während dieselben Grössen in den Punkten<I>P' = ei</I>  und P" = e2  
EMI0004.0022     
    sind (wobei die Grundteilung     t,,   <I>=</I>     M   <B>.-t</B>     cos        a    ist), das  heisst, sie stellen bekannte verzahnungsgeometrische  Ausdrücke von R2 und     R1    dar, welche letzteren Grö  ssen gemäss (2) und (3) linear von q2 abhängig sind.

    So ist für beide beispielsweise gewählten Fälle von P'  und P" die Ausgleichung O' = O" tatsächlich auf q2  basiert, wobei die Grundbedingung in bezug auf q2  im Endresultat eine algebraische Gleichung von ach  tem Grade liefert. Eine solche Gleichung ist aber in  der Form eines geschlossenen Wurzelausdruckes zu  meist unlösbar; die Lösung mag jedoch im Falle nu  merisch gegebener Ausgangswerte im Wege bekann  ter approximativer Berechnungen gefunden werden,  deren Resultate zu systematischen Tabellen zusam  mengefasst werden können.  



  Mit der Bestimmung der Verteilungszahl q2 ist  im gegebenen Konstruktionsfalle, wie vorausgelassen  wurde, eigentlich bereits die ganze Verzahnungsauf  gabe gelöst worden, da die nicht     willkürlich    wähl  baren Hauptabmessungen (wie z. B.     R1,    R2,     r,11,        r12     und h') mit Hilfe im vorigen angegebener oder von an  derer Seite bekannter Formeln errechnet werden kön  nen, ferner aus q2, mittels     anderweitig    bekannter ver  zahnungsgeometrischer Formeln, auch die vom Teil-      kreis gemessene erforderliche Werkzeugverschiebung       mx    errechnet und der Verzahnungswerkstatt angege  ben werden kann.  



  Die Beschreibung der Erfindung war bis     jetzt    still  schweigend auf Geradverzahnung beschränkt; sie  kann aber auch auf     Schrägverzahnung    erweitert wer  den, da die in der Formel (5) vorkommenden Krüm  mungshalbmesser diesfalls die zum Normalschnitt  eines schrägverzahnten Zahnrades vom Schrägungs  winkel /3 gehörigen Krümmungshalbmesser bedeuten.

    Diese sind aber, wegen der zwischen den Normal- und  Stirnschnittfiguren des schrägen Zahnes bestehenden  bekannten projektiven Verwandtschaft, den entspre  chenden Krümmungshalbmessern der Stirnschnitt  figur gemäss einem von ,ss abhängigen Proportionali  tätsfaktor verhältig, aus welchem Grunde der Propor  tionalitätsfaktor an beiden Seiten der Gleichung (5)  ausfällt, so dass dieselbe nunmehr nur die Krüm  mungshalbmesser der Stirnschnittfigur enthält. Für  diese letzteren gilt aber Formel (1), eine vom Schrä  gungswinkel bereits unabhängige, rein verzahnungs  geometrische Beziehung, so dass die in der Gleichung  (5) diesbezüglich vollzogene Substitution auch diesmal  zur Endgleichung (6) führt, in welcher ebenfalls nur  die Krümmungshalbmesser der Stirnschnittfigur vor  kommen.

   Gleichung (6) kann somit auch zur Ermitte  lung des Verteilungsfaktors q2 der Schrägverzahnung  benutzt werden, falls g1' und g2 in derselben Krüm  mungshalbmesser der Stirnschnittfigur bedeuten.  



  Die noch offene Frage, ob ein fertiges Zahnräder  paar zum Schutzbereich der Erfindung gehört, kann  in bekannter Weise z. B. durch Messung der Mehr  zahnweite, das heisst der sich für eine Anzahl von  n >_ 2     aufeinand@erfolgenden    Zähnen zwischen den  äussersten Zahnflanken auf einer Tangente des Grund  kreises ergebenden Entfernung, entschieden werden,  aus welcher der aktuelle Verteilungsfaktor sich genau  errechnen lässt.

   Deshalb ist q2 in der Tat eine die Er  findung völlig befriedigend kennzeichnende Grösse,  mit deren Hilfe, wie bereits wiederholt erwähnt wurde,  auch andere kennzeichnende Grössen, vor allem die  Profilverschiebungen mxl und mx2, in der Weise be  stimmt werden können, dass die letzteren, im Gegen  satz zu anderen     bekannten        Verzahnungssystemen,     nicht an einen willkürlich gewählten engen Pfad des  Winkels e gebunden sind. Hierbei ist es noch erwäh  nenswert, dass bei der Bestimmung von q2   3 % des  theoretisch genauen Wertes nicht überschreitende  Toleranzen vom     Gesichtspunkte    der     Vollkommenheit     der Verzahnung unwesentlich     erkannt    wurden und  deshalb zulässig sind.  



  Die Vorzüglichkeit der gemäss der Erfindung ver  zahnten Zahnräder ist neben sonstigen Vorteilen in  erster Linie durch die Tatsache bestätigt, dass     derart     verzahnte Zahnräder, bei Befriedigung der hinsicht  lich Verschleissbeständigkeit und Widerstandsfähig  keit gegen Anfressung an sie gestellten Erwartungen,  im Vergleich mit anders verzahnten     Zahnrädern    sich  in bezug auf Dauerhaftigkeit sogar über diese Erwar  tungen hinausgehend     vorteilhafter    erwiesen haben.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Stirnzahnräderpaar mit Evolventenverzahnung, dadurch gekennzeichnet, dass Ritzel (1) und Rad (2) desselben so gepaart sind, dass sie von einem Vertei lungsfaktor q2 abhängige Zahnkopfhöhen f 1 = (1-q2) # h' bzw. f 2 = q2h' besitzen, wo h' = f 1 -h f 2 die gemeinsame Zahnhöhe ist, während q2, unter Zulassung einer 3 % nicht überschreitenden Toleranz, aus der Bedingung des Ausgleiches der in zwei Punkten der Eingriffsstrecke mit Höchstwerten auftretenden augenblicklichen lo kalen Blokschen Temperaturerhöhungen ermittelt wird. UNTERANSPRÜCHE 1.
    Stirnzahnräderpaar nach Patentanspruch, mit 7s Schrägverzahnung, gekennzeichnet durch Zahnkopf höhen f 1 = (1-q2) - h' bzw. f 2 = q2h', für welche der Verteilungsfaktor q2 aus der Bedingungsgleichung (12-1) .
    Q1"02' = a . sin E # (12401"-e2') bestimmt wird, wo i das übersetzungsverhältnis, a den Achsabstand und a den Wälzeingriffswinkel be deuten, während ei" und 92 in zwei durch die zwi schen den eingreifenden Zähnen aktuell entstehenden Spitzenwerte der augenblicklichen lokalen Blokschen Temperaturerhöhungen ausgezeichneten Berührungs punkten P' und P" der Eingriffslinie, die Krümmungs halbmesser der aufeinander abrollenden Stirnschnitt Zahnprofile des Ritzels bzw. des Rades bezeichnen, welche Krümmungs.halbmesser sich als von der Wahl der Punkte abhängige, rein verzahnungsgeometrische Ausdrücke der Kopfkreishalbmesser EMI0005.0021 angeben lassen. 2.
    Zahnräderpaar nach Unteranspruch 1 für den Grenzfall O des Schrägungswinkels, gekennzeichnet durch Zahnkopfhöhen f 1 = (1-q2)- h' und f 2 = q2h', für welche der Verteilungsfaktor q2 mit Hilfe von Krümmungshalbmessern 2i' und O2 der Zahnprofile dies geradzahnigen Ritzels bzw. Rades .ermittelt ist. 3. Zahnräderpaar nach dem Unteranspruch 1, für welches als Punkte P' und P" die Anfangs- bzw.
    End punkte der Eingriffsstrecke gewählt sind, gekenn zeichnet durch Krümmungshalbmesser, deren Grösse durch die Formeln EMI0005.0035 bestimmt ist, wo r"1 und r,'2 die Grundkreishalbmesser dies Ritzels bzw. dies Rades bedeuten.
    4. Zahnräderpaar nach Unteranspruch 2, für wel ches als Punkte P' und P". die Anfangs- und End- punkte der Einzeleingriffsstrecke gewählt sind, ge kennzeichnet durch Krümmun#gshalbmesser, deren Grösse durch die Formeln EMI0006.0002 EMI0006.0003 bestimmt ist, wo ra1 und ra2 die Grundkreishalbmesser des Ritzels bzw. des Rades und ta = M -t - cos a die Grundteilung der Verzahnung bedeuten.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112377595A (zh) * 2020-11-10 2021-02-19 重庆交通大学 一种基于空间共轭曲线的内啮合斜齿轮副

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112377595A (zh) * 2020-11-10 2021-02-19 重庆交通大学 一种基于空间共轭曲线的内啮合斜齿轮副
CN112377595B (zh) * 2020-11-10 2024-05-10 重庆交通大学 一种基于空间共轭曲线的内啮合斜齿轮副

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