CH416272A - Machine for the production of involute gears by means of the hobbing process - Google Patents

Machine for the production of involute gears by means of the hobbing process

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CH416272A
CH416272A CH1119460A CH1119460A CH416272A CH 416272 A CH416272 A CH 416272A CH 1119460 A CH1119460 A CH 1119460A CH 1119460 A CH1119460 A CH 1119460A CH 416272 A CH416272 A CH 416272A
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CH
Switzerland
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workpiece
grinding wheel
movement
main pivot
axis
Prior art date
Application number
CH1119460A
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German (de)
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Herbert Cleff Peter
Original Assignee
Herbert Cleff Peter
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Publication of CH416272A publication Critical patent/CH416272A/en

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

  

  Maschine zur Herstellung von Evolentenzahnrädern mittels des Abwälzverfahrens    Die Erfindung     betrifft    eine Maschine zur     Her-          Stellung    von Evolentenzahnrädern mittels des     Ab-          wälzverfahrens.     



  Mit einer solchen Maschine können auf bekannte  Weise, wie z. B. durch Hobeln oder Schruppen, vor  bearbeitete     Zahnflanken    auf das gewünschte Profil  gebracht werden.  



  Um die ganze Zahnflanke eines Stirn- oder  Schrägzahnradzahnes schleifen zu können und auch  um den Arbeitsgang auf weiteren Zähnen     des    Werk  stückes wiederholen zu     können,    müssen der Schleif  scheibe und/oder dem Werkstück bestimmte ko  ordinierte Bewegungen     erteilet    werden.  



  Zur     Lösung    dieser Aufgabe zeichnet sich die  erfindungsgemässe Maschine aus durch einen     kontinu-          ierlich    rotierenden Werkstücktisch und eine Schleif  scheibe, die auf     einer        Spindel    sitzt, welche auf einem  Träger gehalten ist, der um einen Hauptdrehzapfen  drehbar ist, wobei die Achse     des    Zapfens parallel  zur Werkgtückachse und senkrecht zur Arbeitsfläche  der     Schleifscheibe    und in der     Ebene    der Erzeugenden  der     Arbeitsfläche    der     Schleifscheibe]    verläuft, durch  einen den Hauptdlrehzapfen tragenden Schlitten,

    welcher derart     verschoben        wird,        dass    der Hauptdreh  zapfen während jedes Profilerzeugungsvorgangs im  Bezugsabstand Ro + ao von der Werkstückachse  gehalten wird, wobei Ro der Grundkreisradius und ao  eine immer     positive        Konstante    ist, deren Wert so  gewählt ist, dass alle Teile des Erzeugungsmechanis  mus mit Ausnahme der     Arbeitsfläche    der Schleif  scheibe vollständig ausserhalb des, Kopfkreises des  Zahnrades liegen, von der Werkstückachse jedoch       während    jedes     Schafvorgangs.        bis        wenigstens    zum  Abstand:

   Ro + ao + Zahntiefe zurückgezogen wird,  und     ferner        durch        Mittel    zur     zeitlichen    Koordinierung  der     Winkelbewegungen    des Werkstückes und des  Spindelträgers sowie der geradlinigen Rückzug-    bewegung des Schlittens, derart, dass von der Bezugs  lage aufs währenddes, Profilerzeugungsvorgangs einer  Zahnflanke eine Winkelbewegung -aErz. des Werk  stücktisches von einer Winkelbewegung + ssErz. des  Spindelträgers begleitet ist, welche die Bedingung  aErz. = [(l + ao/Ro) - sin ssErz. -ssErz.] erfüllen, und  dass vom Ende der Erzeugungsperiode an eine weitere  Winkelbewegung des Werkstücktisches um - aSchalt.

    von einer     geradlinigen    Bewegung des Hauptdreh  zapfens bis zu einem Abstand Ro + so + Zahntiefe  von der Werkstückachse weg, von einer Winkel  bewegung - ssErz. des Spindelträgers und von einer       geradlinigen    Zustellbewegung des Schlittens in seine  Ausgangslage im Abstand Ro + ao von der Werk  stückachse begleitet ist, so dass die neue Bezugslage  in bezug auf eine andere Zahnflanke um mindestens  eine     Teilung    von der ersten     Zahnflanke    entfernt ist.  



  In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des  Erfindungsgegenstandes dargestellt.  



  In Fig. 1 sind die kinematischen Grundgesetze  dargestellt, aus denen     die    mathematische Beziehung  zwischen dem Evolventenwinkel p, dem Winkel der  Werkstücktischdrehung a und dem Winkel der     Werk-          zeugspind!elträgerdrehung        ss    hervorgehen.

   Wenn die  Linie MP der Länge Ro + ao, wobei Ro der Grund  kreisradius und ao eine immer positive Konstante ist,  deren     Wert    so gewählt ist,     d'ass    alle Teile des Er  zeugungsmechanismus     mit    Ausnahme der     Arbeits-          fläche    der Schleifscheibe vollständig ausserhalb des       Kopfkreises    des Zahnrades liegen, um M um den  Winkel - a gedreht wird, muss die Erzeugende     Pg,     welche bei P an der Linie MP     angelenkt    ist, um  einen Winkel -     ss    in     bezug    auf<I>MP</I> gedreht werden,

         damit    sie die Tangente an eine aus dem     Grundkreis     vom- Radius     Ro    aus entwickelte     Evolvente    i bleibt,  Wenn nun die     Linie   <I>MP</I> festgehalten wird und[ der       Grundkreis        zusammen    mit der     Evolvente,   <I>i</I> um<I>M</I> um      einen Winkel + a (im Gegenuhrzeigersinn) gedreht  wird, muss die Erzeugende Pg auch wieder um einen  Winkel     -ss    (im Uhrzeigersinn um P) gedreht werden,  um den Tangentialkontakt zwischen der Evolvente i  und der Erzeugenden Pg in Übereinstimmung mit der  Basisgleichung a = [(1 + ao/Ro) - sin ss-ss] aufrecht  zuerhalten.  



  Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen dem     Evol-          ventenwinkel    p in Form von g Kopf und p Fuss, dem  Zahneingriffswinkel y, der Zähnezahl N des zu  schleifenden     Zahnrades,    dem     Teilungswinkel    y, dem  Grundkreisradius Ro, dem Bezugsabstand Ro + ao,  dem Winkel der Tischdrehung<I>a</I> Erz.     +   <I>a</I> Schalt. und  dem Winkel der Spindelträgerdrehung ssErz. = ssKopf  -     ss    Fuss.  



  In Fig. 2 und 3, wobei letztere eine Draufsicht  einer Maschine zur Herstellung von     Evolventenzahn-          rädern    mittels des Abwälzverfahrens zeigt, bezeich  net 1 einen drehenden Spindelkopf mit einer Schleif  scheibe 2, welche eine abgeflachte Kegelarbeitsfläche  von 150 bis 179  spitzen     Winkel    aufweist, in einem  Spindelträger 3 montiert ist und damit um einen  Hauptdrehzapfen P drehbar ist, der normal zu und  koplanar mit der Erzeugenden gg der Arbeitsfläche  der     Schleifscheibe    und auch     parallel    zu der Achse M  eines Werkstückes B ist.

   Der Hauptdrehzapfen P ist  in einem     Hauptschlitten    4 gelagert, welcher in Füh  rungen 51-52 auf einem Vorschubschlitten 6 gerad  linig bewegbar ist. Dieser Vorschubschlitten 6 kann  parallel zu der Werkstückachse entlang Führungen  71-7s auf einem Ständier 9 bewegt werden, um der       Schleifscheibe    2     einen    Vorschub     entlang    dem zu  schleifenden Zahnrad: zu. erteilen.

   Die Lage der Füh  rungen     5l-52    in bezug auf das Werkstück ist eine  solche, dass eine Bewegung des Hauptschlittens 4  bewirkt, dass der Hauptdrehzapfen P eine gerad  linige     Bahn,        durchläuft,    welche,     wenn    sie erzeugt  wird', durch die Werkstückachse M bindürchgeht.  



  Die     Anzahl    der kompletten     Betriebszyklen,     welche vom. Schleifkopfmechanismus zur Umdrehung  des Werkstückes     ausgeführt        werden,    müssen     Weich     der     Zähnezahl    N     des        Werkstückes    :sein.

   Jeder     Zyklus     besteht aus zwei unterschiedlichen Stufen,     d.        h.    Er  zeugung, während welcher die eine     Zahnflanke        ge-          schliffen        wird,    und Schalten,     während!    welchem     der     Sehleifkopfmechanismus die Schleifscheibe zuerst       zurückzieht    und dann in die     Ursprungslage        (Bezugs-          lage)        zurückbringt,

      während das Werkstück     uni    einen  Zahn     weitergeschaltet    wird.  



  Diese beiden Stufen folgen einander ohne Unter  bruch, wie auch die     kompletten        Zyklen,    und finden  statt,     während    das Werkstück mit     konstanter    Dreh  zahl in     Abstimmung    dazu dreht. Daraus folgt, dass  die totale für den Schleifkopfzyklus verfügbare Zeit  gleich
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   der für eine Werkstückumdrehung erforder  lichen Zeit ist, oder, in Tischdrehungs- und Teilungs  winkel     ausgedrückt,    dass die Beziehung     arm.     



  a schalt. = g gier spielen muss.    Die     Grundzüge    der Betriebsweise der Maschine  sollen nun beschrieben werden.  



  Wenn die relativen Stellungen der     Schleifscheibe    2  und, des Werkstückes 8 in Fig. 2 als Bezugslage ge  nommen werden, liegt die Hauptdrehachse P auf  einer Radiuslinie durch die Achse M des Werk  stückes 8 im Abstand- R0 + ao von dieser Achse M.  Die     Schleifscheibe    2 berührt die linke Flanke des  Zahnes<I>A</I> an     ihrem    höchsten Punkt<I>T,</I> und der  Hauptschlitten 4 ist stationär. Eine gleichzeitige  Rotation des Werkstückes 8 um den Winkel - a Erz,  und der Schleifscheibe 2 um den Winkel + ssErz. um  eine Hauptachse P, so dass    a Erz. = [(1 + ao/Ro) rin ss Erz. -ss Erz.],    bewirkt, dass die Schleifscheibenerzeugende gg eine  Evolvente i vom Grundreis mit Radius Ro aus be  schreibt.

   Sobald der Punkt der     Berührung        zwischen     der     Schleifscheibe    und dem zu schleifenden Zahn  den Fusspunkt R der Evolvente i überschritten hat (als  Folge der gleichzeitigen Winkelbewegung -aErz. und       l    Erz.), beginnt -der Hauptschlitten 4     genügend    weit  nach aussen zu gehen, so dass die Schleifscheibe 2  ausserhalb des     Kopfkreises.    des Werkstückes liegt,  wenn ihre Winkelbewegung um den Hauptdrehzapfen  P     zur    Rückkehr in die ursprüngliche     Bezugslage    um  gekehrt wird.

   Diese     Umkehrung    der     Winkelbewegung     der     Schleifscheibe    2, die Rückkehr des Hauptdreh  zapfens P ('Lm kauptschlibtwen 4) in seine Ra + ao  Bezugslage und der Wiederbeginn der     erzeugenden     Winkelbewegang + ssErz.

   der Schleifscheibe .sind' so  auf die Werkstückdrehung abgestimmt, dass sie bei       Ankunft    der     linken        Flanke    des Zahnes B in     die    genau       gleiche        Stellung        wie    früher von der entsprechenden       Flanke    des     nun    um den     Teilungswinkel    y     entfernten     Zahnes A     eingenommen    worden ist, beendet     sind.     



  Ein Hauptmaschinenbett 10 (Fig. 3) bildet die       Maschinenbasis.    In diesem     Bett    ist ein Tisch 11 dreh  bar     gelagert,    welcher     ein        Werkstück    8 trägt und mit  einem Schneckenrad 12 versehen ist, in welches eine  von     einem    Hauptmotor 16 über     eine    Welle 14 mit       konstanter        Drehzahl        angetriebene    Schnecke 13     greift.          Das    Bett 10 trägt auch     eine    Säule 9;

   deren Abstand  vom     Tischzentrum    M mittels einer Längsschraube 25  und     einer    Mutter 26     verstellt    werden     kann.    Die  Särge 9 trägt einen Vorschubschlitten 6,

   welcher       von        einer    aber ein     Getriebe    in einem     Wechsel-          kasIten    15     von    der     Welle    14     angetriebenen        Schraube    20       entlang        der    Säule     bewegt    werden     kann.    Auf dem       Vorsehubschlitten    sind     a)        eine    Nockenwelle 18,

    welche einen     Meisternocken    19 trägt und von der  Welle 14 über Kegelräder 21 undeine Welle 17  über     einem    zweiten Satz von     Wechselrädern        im          Wechselkasiven    15 angetrieben wird, b) der     in    den  geraden     Führungen        51-52    verschiebbare     Haupt-          schiftien    4 und c)     eine        hydraulisch        betätigte        Haupt-          schfttenrückzugeinheit    22 befestigt,

       welche    den       Haupeschffitten        über        eine        Kolbenstange    27     in        zeitfi-          eher    Abstimmung     mit    der     Nockenwelle        188        betätigt.     



       Der        Hauptschlitten    4 trägt den     Spindelträger    3 -      in welchem die     Spindel    1     mit    der     Schleifscheibe    2 ge  lagert ist - auf einem Drehzapfen P, um welchen     die     ganze Einheit 1, 2, 3 mittels eines Hebels 24 drehen       kann,    welcher starr mit dem     Drehzapfen        verbunden     ist, und mittue eines Meisternockens 19 und eurer  Rolle 23, welche     arte    freiem Ende des     Hebels    24     sitzt,

            hydraulisch        betätigt        wird.     



  Die Nockenwelle 18 muss     mit    N     nach    der Dreh  zahl des Tisches 11 drehen,     wenn    N die     Zähnezahl     des Werkstückes 8 ist, und das Nockenprofil 19  muss auf der Basis dieses Geschwindigkeitsverhält  nisses N und gemäss der Gleichung    a = L(1 + ao/Roa) sin ss -ss]    unter     Berücksichtigung    der     Grösse    der     Winkel        arm,     a Schalt. und g hergestellt werden.  



  Um die Herstellung der Nocken 18 zu erleich  tern, wird dien in Fig. 4 dargestellte Mechanismus auf  einer Kurvenfräs- oder Schleifmaschine verwendet.  Der Mechanismus erzeugt die Basisfunktion    a = (1 + ao/Ro) stein, ss - ss    in einer Form, welche für solche Verwendungs  zwecke sehr geeignet ist,     indem    beide     Eingänge    a und       ss    als     Wellendrehungen    in bezog auf einen gemein  samen, festen Rahmen erzeugt werden.  



  In     seiner    einfachsten Form ist dieser in     Funktion     erzeugende Mechanismus auf einem festen Rahmen 1       aufgebaut    und umfasst einen     mittels        eures    Dreh  zapfens 2     mit    dem Rahmen 1 drehbar     verbundenen     Hebel 3, eine runde Scheibe 18 vom     Einheitsradius,     welcher durch einen     Drehzapfen    19     drehbar    am  Rahmen 1 befestigt ist, .einen im Rahmen 1 beweglich       montierten    Rahmen, welcher parallel dazu in Füh  rungen 71 und 72     bewegbar    ist,

   eine zweite runde  Scheibe 11 von Einheitsradius, welche     mittels    eines  Drehzapfens 12 auf einem beweglichen Rahmen 7  drehbar befestigt ist, einen mit der runden Scheibe 11  aus einem Stück bestehenden     Hebel!    13, dessen an  deres.

   Ende mittels eines Drehzapfens 4 drehbar mit  einem Hebel 3 verbunden ist, so dass die-     Länge     12,4 = 2,4 = i/2 (1 + ao/Ro) wird, einen     Gleit-          block    6, welcher in eine senkrechte Nute im be  weglichen Rahmen 7 eingreift und drehbar     mittels     eines Drehzapfens 5 am freien     Ende        des        Hebels    3  befestigt ist, welcher Drehzapfen 5 vom Drehzapfen 2  einen Abstand (1 + ao/Ro) hat, und eine gleitbare  gerade Kante 8,

   welche in einer Bahn     parallel    zu  derjenigen des Rahmens 7 in bezog auf den festen       Rahmen    1 mittels einer     Führung    15 auf dem Rah  men 1 und einer Führung 14 auf dem Rahmen 7  bewegbar und in. einer Nullschlupfantriebsverbindung       mit    den Nocken 18 und 19 auf     gegenüberliegenden          Seilten    dieser Scheiben     mittels        zweier    Paare von     vor-          gespannten        Stahlbändern.    16/l7 bzw. 9/10     steht.     



  Die     Wirkungsweise    des     Mechanismus    wird am  besten verstanden, wenn der Winkel     ss        als        Eingang     und Winkel a als Ausgang verwendet wird und nicht  in der umgekehrten Reihenfolge, wie bei     dien    :nor  malen     Verwendung,    wo a = Eingang und ss = Aus-    gang     ist.        Eine    Drehung des     Hebels    3 im Uhrzeiger  sinn um -ss bewegt den Rahmen 7 um den Betrag  (1 + ao/Ro) sin ss nach rechts.

   Infolge der Gleichheit  2,4 = 4,12 wird     die        runde    Scheibe 11     gleichzeitig     um +ss in bezug auf den Rahmen 7 gedreht und be  wirkt mittels der, Stahlbänder 9 und 10, dass die  geraden Kanten 8     in    bezog auf den     Rahmen    7 um  den Betrag arc ss nach links bewegt werden. Die  Absolutbewegung der geraden Kante 8 in bezog auf  en festem     Rahmen    1 wird dann    (1 +ao/Ro) - sin ss - arc ss,    und gleich zu arc a in a Grad oder Wellendrehung  wird von dem Stahlbandantrieb 16/17 zwischen der  geraden Kante 8 und     runden    Scheibe 18 von Ein  heitsradius ausgeführt.  



  Im allgemeinen kann natürlich statt der     Nok-          ken    18 irgendein Hebelmechanismus, Hebel plus  Kurvenmechanismus oder Hebel plus     Roll-Kurven-          mechanismus    verwendet werden, vorausgesetzt, dass  er die erforderliche Beziehung zwischen aErz., ssErz.,  aSchalt. und y mit genügender Genauigkeit wiedergibt  und     genrügend        einfach    auf verschiedene Werkstück  grössen     eingestellt    werden kann.  



  Eine Anordnung gemäss Fig. 5 kann, für eine  kontinuierlich schaltende Zahnradformmaschine ver  wendet, werden, besonders     wenn.    eine     .solche    Ma  schine auch zum Schleifen     innenverzahnter        Stirn-          oder    Schrägzahnräder von ungefähr 38 cm Teilkreis  durchmesser an aufwärts verwendet wird.  



  Diese Ausführungsform umfasst eine     Schleif-          scheitre    1, welche die Form einer Evolvente ig von  einem Grundkreisradius ro hat, in Lagern 2 und 3  auf einem Träger 4 gelagert ist und um eine Achse  m     des    Trägen 4     in    Eingriff mit     einem    Werk  stück 8 und     in,        zeitlicher        Abstimmung        mit    der Dre  hung des Werkstückes um seine Achse M dreht.  



  Diese Anordnung kann auch zusammen     mit    einer  der Fig. 2 und, 3 ähnlichen Anordnung verwendet       werden,        wenn    nur einer oder zwei Zähne über  sprungen werden.  



  Die Schleifscheibenform und die Schleifscheiben  lage     in,    bezog auf     die    Achse m     dies    Trägers 4 sind  unter ständiger Kontrolle einer Abziehdiamanteinheit  5, 6, 7, 9, 10 und 11, welche auf dem Träger 4  montiert ist und von einem Rollenevolventenerzeuger  mit einem Fusskreisradius ro betätigt wird.  



  Eine axiale Spindelbewegung dx von 0,0025 bis  0;005 mm - je nach der Scheibenabnutzung pro  Zyklus - wenn die Schleifscheibe ausser     Eingriff    mit  dem Werkstück ist, gefolgt von einem     Schleifschei-          benabziehzyklus,    hält die     Teilungs-    und Profilgenauig  keit dien     Zähne    aufrecht.



  Machine for the production of involute gears by means of the hobbing process The invention relates to a machine for producing involute gears by means of the hobbing process.



  With such a machine, in a known manner, such. B. by planing or roughing, before machined tooth flanks are brought to the desired profile.



  In order to be able to grind the entire tooth flank of a spur or helical gear tooth and also to be able to repeat the operation on other teeth of the workpiece, the grinding wheel and / or the workpiece must be given certain coordinated movements.



  To solve this problem, the machine according to the invention is characterized by a continuously rotating workpiece table and a grinding disk that sits on a spindle which is held on a carrier that can be rotated about a main pivot, the axis of the pin being parallel to the workpiece axis and perpendicular to the working surface of the grinding wheel and in the plane of the generatrix of the working surface of the grinding wheel], through a slide carrying the main pivot pin,

    which is shifted in such a way that the main pivot is held at the reference distance Ro + ao from the workpiece axis during each profile generation process, where Ro is the base circle radius and ao is an always positive constant, the value of which is selected so that all parts of the generation mechanism with the exception of The working surface of the grinding wheel lies completely outside the tip circle of the gear wheel, but from the workpiece axis during each sheep operation. until at least the distance:

   Ro + ao + tooth depth is withdrawn, and also by means for the temporal coordination of the angular movements of the workpiece and the spindle carrier as well as the straight-line retraction movement of the carriage, such that an angular movement -aErz from the reference position to during the profile generation process of a tooth flank. of the workpiece table from an angular movement + ssErz. of the spindle carrier is accompanied which the condition aErz. = [(l + ao / Ro) - sin ssErz. -ssErz.], and that from the end of the generation period onwards, another angular movement of the workpiece table changes - aSchalt.

    from a straight movement of the main pivot up to a distance Ro + so + tooth depth away from the workpiece axis, from an angular movement - ssErz. of the spindle carrier and is accompanied by a straight feed movement of the slide to its starting position at a distance Ro + ao from the workpiece axis, so that the new reference position with respect to another tooth flank is at least one pitch away from the first tooth flank.



  Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing.



  The basic kinematic laws are shown in FIG. 1, from which the mathematical relationship between the involute angle p, the angle of the workpiece table rotation a and the angle of the tool spindle / carrier rotation ss emerge.

   If the line MP of length Ro + ao, where Ro is the base radius and ao is an always positive constant, the value of which is chosen so that all parts of the generating mechanism with the exception of the working surface of the grinding wheel are completely outside the tip circle of the Gear is rotated by M by the angle - a, the generating line Pg, which is hinged at P on the line MP, must be rotated by an angle - ss with respect to <I> MP </I>,

         so that it remains the tangent to an involute i developed from the base circle from the radius Ro, if now the line <I> MP </I> is fixed and [the base circle together with the involute, <I> i </I> is rotated by <I> M </I> by an angle + a (counterclockwise), the generating line Pg must also be rotated again by an angle -ss (clockwise by P) to ensure tangential contact between the involute i and the Maintain generating Pg in accordance with the basic equation a = [(1 + ao / Ro) - sin ss-ss].



  2 shows the relationship between the involute angle p in the form of g head and p foot, the tooth pressure angle y, the number of teeth N of the gear to be ground, the pitch angle y, the base circle radius Ro, the reference distance Ro + ao, the angle of Table rotation <I> a </I> ore. + <I> a </I> switch. and the angle of the spindle support rotation ssErz. = ss head - ss foot.



  In Fig. 2 and 3, the latter showing a plan view of a machine for the production of involute gears by means of the hobbing process, denotes 1 a rotating spindle head with a grinding wheel 2, which has a flattened conical working surface of 150 to 179 acute angle, in a Spindle carrier 3 is mounted and is thus rotatable about a main pivot P, which is normal to and coplanar with the generatrix gg of the working surface of the grinding wheel and also parallel to the axis M of a workpiece B.

   The main pivot P is mounted in a main slide 4, which can be moved in a straight line in guides 51-52 on a feed slide 6. This feed slide 6 can be moved parallel to the workpiece axis along guides 71-7s on a stand 9 in order to feed the grinding wheel 2 along the gear wheel to be ground. To give.

   The position of the guides 51-52 in relation to the workpiece is such that a movement of the main slide 4 causes the main pivot P to follow a straight path which, when it is generated, passes through the workpiece axis M.



  The number of complete operating cycles, which from. The grinding head mechanism to rotate the workpiece must be soft to the number of teeth N of the workpiece:

   Each cycle consists of two different stages, i. H. He generation, during which the one tooth flank is ground, and switching while! which the grinding head mechanism first retracts the grinding wheel and then brings it back to the original position (reference position),

      while the workpiece is indexed one tooth.



  These two stages follow one another without interruption, as do the complete cycles, and take place while the workpiece rotates at a constant speed in coordination with it. It follows that the total time available for the grinding head cycle is the same
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   the time required for one workpiece revolution, or, expressed in table rotation and indexing angle, that the relationship is poor.



  a switch. = must play greed. The main features of the operation of the machine will now be described.



  If the relative positions of the grinding wheel 2 and the workpiece 8 in Fig. 2 are taken as a reference position, the main axis of rotation P lies on a radius line through the axis M of the workpiece 8 at a distance R0 + ao from this axis M. The grinding wheel 2 touches the left flank of the tooth <I> A </I> at its highest point <I> T, </I> and the main slide 4 is stationary. A simultaneous rotation of the workpiece 8 by the angle - a ore, and the grinding wheel 2 by the angle + ssErz. around a main axis P, so that a ore. = [(1 + ao / Ro) rin ss ore. -ss ore.], causes the grinding wheel producer gg to describe an involute i from the base rice with radius Ro.

   As soon as the point of contact between the grinding wheel and the tooth to be ground has exceeded the base point R of the involute i (as a result of the simultaneous angular movement -aErz. And l ore.), The main slide 4 begins to go sufficiently far outwards so that the grinding wheel 2 outside the tip circle. of the workpiece is when their angular movement around the main pivot P is reversed to return to the original reference position.

   This reversal of the angular movement of the grinding wheel 2, the return of the main pivot P ('Lm kauptschlibtwen 4) in its Ra + ao reference position and the restart of the generating angular movement + ssErz.

   of the grinding wheel .sind 'so matched to the workpiece rotation that when the left flank of tooth B arrives in exactly the same position as was previously assumed by the corresponding flank of tooth A, which is now removed by the pitch angle y, it ends.



  A main machine bed 10 (Fig. 3) forms the machine base. In this bed a table 11 is rotatably mounted, which carries a workpiece 8 and is provided with a worm wheel 12, in which a worm 13 driven by a main motor 16 via a shaft 14 at constant speed engages. The bed 10 also supports a column 9;

   whose distance from the table center M can be adjusted by means of a longitudinal screw 25 and a nut 26. The coffins 9 carries a feed slide 6,

   which can be moved along the column by a screw 20 driven by the shaft 14 but a gear in an exchangeable case 15. On the Vorsehubschlitten are a) a camshaft 18,

    which carries a master cam 19 and is driven by the shaft 14 via bevel gears 21 and a shaft 17 via a second set of change gears in the changeable case 15, b) the main rails 4, which can be moved in the straight guides 51-52, and c) a hydraulically operated main - shaft retraction unit 22 attached,

       which actuates the main shifts via a piston rod 27 in time-related coordination with the camshaft 188.



       The main slide 4 carries the spindle carrier 3 - in which the spindle 1 with the grinding wheel 2 is superimposed - on a pivot P, around which the whole unit 1, 2, 3 can rotate by means of a lever 24 which is rigidly connected to the pivot , and with a master cam 19 and your roller 23, which is the free end of the lever 24,

            is operated hydraulically.



  The camshaft 18 must rotate with N according to the speed of the table 11, if N is the number of teeth of the workpiece 8, and the cam profile 19 must be based on this speed ratio N and according to the equation a = L (1 + ao / Roa) sin ss -ss] taking into account the size of the angle arm, a switching. and g are produced.



  In order to facilitate the manufacture of the cams 18, the mechanism shown in FIG. 4 is used on a cam milling or grinding machine. The mechanism generates the basic function a = (1 + ao / Ro) stein, ss - ss in a form which is very suitable for such purposes, by generating both inputs a and ss as shaft rotations in relation to a common, fixed frame will.



  In its simplest form, this function-generating mechanism is built on a fixed frame 1 and comprises a lever 3 rotatably connected to the frame 1 by means of your pivot pin 2, a round disc 18 of unit radius, which is rotatably attached to the frame 1 by a pivot 19 a frame movably mounted in frame 1, which can be moved parallel to it in guides 71 and 72,

   a second round disc 11 of unit radius, which is rotatably mounted by means of a pivot 12 on a movable frame 7, a lever consisting of the round disc 11 in one piece! 13, the other.

   End is rotatably connected to a lever 3 by means of a pivot 4, so that the length 12.4 = 2.4 = i / 2 (1 + ao / Ro), a sliding block 6, which in a vertical groove in the be movable frame 7 engages and is rotatably attached by means of a pivot 5 at the free end of the lever 3, which pivot 5 is at a distance (1 + ao / Ro) from the pivot 2, and a sliding straight edge 8,

   which is movable in a path parallel to that of the frame 7 with respect to the fixed frame 1 by means of a guide 15 on the frame 1 and a guide 14 on the frame 7 and in a zero-slip drive connection with the cams 18 and 19 on opposite cables of this Discs by means of two pairs of pre-tensioned steel strips. 16/17 or 9/10.



  How the mechanism works is best understood when angle ss is used as input and angle a is used as output, and not in the reverse order of dien: normal use, where a = input and ss = output. A clockwise rotation of the lever 3 by -ss moves the frame 7 by the amount (1 + ao / Ro) sin ss to the right.

   As a result of the equality 2.4 = 4.12, the round disc 11 is simultaneously rotated by + ss with respect to the frame 7 and acts by means of the steel strips 9 and 10 that the straight edges 8 with respect to the frame 7 around the Amount arc ss to be moved to the left. The absolute movement of the straight edge 8 in relation to a fixed frame 1 then becomes (1 + ao / Ro) - sin ss - arc ss, and is equal to arc a in a degree or shaft rotation is made by the steel belt drive 16/17 between the straight edge 8 and round disc 18 run from a unit radius.



  In general, of course, any lever mechanism, lever plus cam mechanism or lever plus roll cam mechanism can be used in place of the cams 18, provided that it has the required relationship between aErz., SsErz., ASchalt. and reproduces y with sufficient accuracy and can be easily adjusted to different workpiece sizes.



  An arrangement according to FIG. 5 can be used for a continuously switching gear forming machine, especially if. Such a machine is also used for grinding internally toothed spur or helical gears with a pitch circle diameter of approximately 38 cm and upwards.



  This embodiment comprises a sanding block 1, which has the shape of an involute ig of a base circle radius ro, is mounted in bearings 2 and 3 on a carrier 4 and about an axis m of the carrier 4 in engagement with a workpiece 8 and in, timing with the Dre hung of the workpiece about its axis M rotates.



  This arrangement can also be used in conjunction with an arrangement similar to that of FIGS. 2 and 3 if only one or two teeth are jumped over.



  The shape of the grinding wheel and the grinding wheels in relation to the axis m of this carrier 4 are under constant control of a diamond unit 5, 6, 7, 9, 10 and 11, which is mounted on the carrier 4 and operated by a roller involute generator with a root radius ro becomes.



  An axial spindle movement dx of 0.0025 to 0.005 mm - depending on the wheel wear per cycle - when the grinding wheel is out of contact with the workpiece, followed by a grinding wheel removal cycle, maintains the pitch and profile accuracy of the teeth.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Maschine zur Herstellung von Evolventenzahn- rädern: mittels des Abwäalzverfahrens, gekennzeich- net durch einen kontinuierlich rotierenden Werk stücktisch (11) und eine Schleifscheibe (2), die auf einer Spindel (1) sitzt, welche auf einem Träger (3) gehalten ist, der um einen Hauptdrehzapfen (P) drehbar ist, wobei die Achse des Zapfens parallel zur Werkstückachse (11) und senkrecht zur Ar beitsfläche der Schleifscheibe (2) PATENT CLAIM Machine for manufacturing involute gears: by means of the rolling process, characterized by a continuously rotating workpiece table (11) and a grinding wheel (2) that sits on a spindle (1) which is held on a carrier (3) , which is rotatable about a main pivot pin (P), the axis of the pin parallel to the workpiece axis (11) and perpendicular to the work surface of the grinding wheel (2) und: in der Ebene der Erzeugenden (Pg) der Arbeitsfliäche der Schleif scheibe (2) verläuft, durch einen den Hauptdreh zapfen (P) tragenden Schlitten (4), welcher derart verschoben wird, dass der Hauptdrehzapfen während jedes Profilerzeugungsvorgangs kn Bezugsabstand Ro + ao von der Werkstückachse (M) gehalten wird, wobei Ro der Grundkreisradius und ao eine immer positive Konstante ist, deren Wert so gewählt ist, dass alle Teile des Erzeugungsmechanismus mit Ausnahme der Arbeitsfläche der Schleifscheibe vollständig ausserhalb des Kopfkreises des Zahnrades liegen, and: runs in the plane of the generatrix (Pg) of the working surface of the grinding wheel (2), through a carriage (4) carrying the main pivot (P), which is moved in such a way that the main pivot during each profile generation process kn reference distance Ro + ao is held by the workpiece axis (M), where Ro is the base circle radius and ao is an always positive constant, the value of which is selected so that all parts of the generating mechanism with the exception of the working surface of the grinding wheel lie completely outside the tip circle of the gear von der Werkstückachse jedoch während jedes Schalt vorgangs bis wenigstens zum Abstand Ro + ao + Zahn tiefe zurückgezogen wird, und ferner durch Mittel (12-16; 17-24) zur zeitlichen Koordinierung der Winkelbewegungen dies. is withdrawn from the workpiece axis during each switching process to at least the distance Ro + ao + tooth depth, and also by means (12-16; 17-24) for the temporal coordination of the angular movements. Werkstückes und des Spin delträgers sowie der geradlinigen Rückzugbewegung des Schlittens (4), derart, dass von der Bezugshage aus während des Profilerzeugungsvorgangs einer Zahn flanke eine Winkelbewegung -r a Erz. des Werkstück- misches (11) von einer Winkelbewegung + ss E, des Spindelträgers (3) begleitet ist, welche die Bedingung a E, = L(1 + ao/Ro) - sin ssErz. -ssErz. Workpiece and the spindle carrier as well as the straight-line retraction movement of the carriage (4), in such a way that an angular movement -ra ore (3) is accompanied by the condition a E, = L (1 + ao / Ro) - sin ssErz. -ssErz. erfüllen, und dass vom Ende der Erzeugungsperiode an eine wertere Winkelbewegung des Werkstück tisches (11) um -aSchalt. von einer geradlinigen Be wegung des Hauptdrehzapfens (P) bis zu einem Abstand Ro + ao + Zahntiefe von der Werkstück achse weg, von einer Winkelbewegung -ssErz. des Spindelträgers und von einer Zustell bewegung des Schlittens (4) in seine Ausgangslage im Abstand Ro + ao von der Werkstückachse (M) begleitet ist, so dass die neue Bezugslage in bezug auf eine andere Zahnflanke um mindestens eine Teilung von der ersten Zahnflanke entfernt ist (Fig. 3). meet, and that from the end of the generation period, a further angular movement of the workpiece table (11) by -aSchalt. from a straight movement of the main pivot (P) up to a distance Ro + ao + tooth depth away from the workpiece axis, from an angular movement -ssErz. of the spindle carrier and an infeed movement of the slide (4) into its starting position at a distance Ro + ao from the workpiece axis (M), so that the new reference position is at least one pitch away from the first tooth flank with respect to another tooth flank (Fig. 3). UNTERANSPRÜCHE 1. Maschine nach Patentanspruch, gekennzeich- net durch einen Vorschubschlitten (6) mit einer Nockenwelle (18), einen Rückziehmechanismus (22) für den Schlitten (4), einen Meisternocken (19) auf der Nockenwelle (18), welcher Nocken von einem Ende eines mit dem Hauptdrehzapfen (P) des Spin delträgers (3) verbundenen Hebels (24) abgegriffen wird, und durch Mittel zum Drehen der Nockenwelle (18) und zum Bewegen des Rückziehmechanismus (22) in zeitlicher Abstimmung mit der gleichförmigen Bewegung des Tischfis (11, Fig. 3). 2. SUBClaims 1. Machine according to claim, characterized by a feed slide (6) with a camshaft (18), a retraction mechanism (22) for the slide (4), a master cam (19) on the camshaft (18), which cam of one end of a lever (24) connected to the main pivot (P) of the Spin delträgers (3) is tapped, and by means for rotating the camshaft (18) and for moving the retraction mechanism (22) in time with the uniform movement of the table fish (11, Fig. 3). 2. Maschine nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Antriebs welle (18) am Vorschubschlitten (6), durch einen Hebelmechanismus, welcher von der Antriebswelle angetrieben wird und durch sein Abtriebsglied das eine Ende eines starr mit dem Drehzapfen (P) des Spindelträgers (3) verbundenen Hebels (24) an packt, und durch Mittel (16, 17) zum Drehen der Antriebswelle und zum Bewegen des Rückzieh- mechanismus (22) in zeitlicher Abstimmung mit der gleichförmigen Drehung des Tisches (11). Machine according to claim and sub-claim 1, characterized by a drive shaft (18) on the feed slide (6), by a lever mechanism which is driven by the drive shaft and by its output member one end of a rigidly connected to the pivot pin (P) of the spindle carrier ( 3) connected lever (24) and by means (16, 17) for rotating the drive shaft and for moving the retraction mechanism (22) in time with the uniform rotation of the table (11).
CH1119460A 1959-10-09 1960-10-05 Machine for the production of involute gears by means of the hobbing process CH416272A (en)

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