DE1164187B - Low-noise gear transmission - Google Patents

Low-noise gear transmission

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DE1164187B
DE1164187B DEP14325A DEP0014325A DE1164187B DE 1164187 B DE1164187 B DE 1164187B DE P14325 A DEP14325 A DE P14325A DE P0014325 A DEP0014325 A DE P0014325A DE 1164187 B DE1164187 B DE 1164187B
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Germany
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envelope
workpiece
wheels
flanks
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DEP14325A
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Dipl-Ing Hans-Peter Mente
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Hermann Pfauter GmbH and Co
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Hermann Pfauter GmbH and Co
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/0006—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F17/00—Special methods or machines for making gear teeth, not covered by the preceding groups
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
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    • F16H55/0806—Involute profile

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Processing (AREA)

Description

Geräuscharmes Zahnradgetriebe Die Erfindung betrifft geräuscharme Zahnradgetriebe mit im Wälzfräsverfahren unter kontinuierlicher Verschiebung des Wälzfräsers gleichzeitig in . - auf das Werkstück bezogen - axialer und tangentialer Richtung hergestellten Zahnradflanken. Die Erfindung besteht darin, daß bei einem derartigen Getriebe die vom Wälzfräsen herrührenden Hüllschnittkanten, in denen sich die von den Präserzähnen geschnittenen Hüllflächen schneiden, auf zusammenwirkenden Zahnflanken miteinander kämmender Räder einander kreuzen. Die gestellte Aufgabe besteht in einer Schaffung eines gute Abrolleigenschaften und ruhigen Lauf aufweisenden Zahnradgetriebes.Low noise gear transmission The invention relates to low noise Gear drive with in the hobbing process with continuous displacement of the Hob at the same time in. - related to the workpiece - more axial and tangential Direction made gear flanks. The invention is that at a such gear the resulting from the hobbing envelope cut edges in which the enveloping surfaces cut by the premixer teeth intersect on cooperating Tooth flanks of meshing wheels cross each other. The task at hand consists in the creation of good rolling properties and smooth running Gear transmission.

Ein auf diese Weise hergestelltes Getriebe bietet den Vorteil, daß die in ihm gepaarten Zahnräder besser, insbesondere wesentlich ruhiger aufeinander abrollen als die in bekannten Getrieben gepaarten Räder. Wegen des Sichkreuzens der Hüllschnittkanten ist beim Einlaufen von Anfang an eine größere Anzahl von Tragpunkten auf den Zahntlanken vorhanden. Von Anfang an findet ein besseres Abwälzen statt als bei Verzahnungen, bei denen die Hüllschnittkanten parallel zum Zahnverlauf liegen und daher nur kurz und wechselnd zum Tragen kommen. Bei diesem Getriebe wird es vermieden, daß sich die Hüllschnittkanten der gegeneinander gedrückten Zahnflanken ineinander verhaken, was die Reibung erhöht und beim weiteren Abrollen Wälzsprünge hervorruft, die nicht nur mit schwingenden Erschütterungen, sondern auch mit Geräuschen verbunden sind.A transmission produced in this way has the advantage that the gears paired in it better, in particular much smoother on each other unroll than the wheels paired in known gears. Because of the crossing the envelope cut edge is a larger number of support points when entering from the start present on the tooth flanks. Better shifting takes place right from the start than with gears in which the envelope cut edges are parallel to the course of the teeth and therefore only come into effect briefly and alternately. With this transmission it will avoided that the envelope cut edges of the tooth flanks pressed against each other get caught in each other, which increases the friction and rolling jumps when rolling not only with vibrating vibrations, but also with noises are connected.

Die Gleitreibung - soweit kein reines Wälzen stattfindet - wird stark vermindert, und zwar auch dann, wenn die »Vertiefung« zwischen zwei Hüll- ; Schnittkanten auf dem Abstand zweier Kanten gemessen gerade so tief ist wie bei parallel zur Flankenrichtung verlaufenden Hüllschnittkanten. Die Räder des erfindungsgemäßen Getriebes lassen sich auch besser und schneller schaben, soweit die Hüllschnittkanten schräg über die Flanken verlaufen, als axial gefräste Zähne. Der Grund hierfür ist derselbe, der auch die Laufeigenschaften miteinander kämmender Räder verbessert, weil nämlich das Schaben mittels eines zahnradähnlichen Werkzeuges erfolgt, bei dem in den Zahnflanken Schabnuten eingeschnitten sind. Auch dieses Schabwerkzeugrad kämmt mit dem Gegenrad von Anfang an besser, wenn dieses statt axial verlaufender schräg verlaufende Hüllschnittkanten aufweist, so daß mit dem besseren Eingriff auch ein besseres Schaben entsteht. Der bei zum Werkstück tangentialer Fräserverschiebung bekannte Vorteil, daß der Fräser gleichmäßiger abgenutzt und geschont wird, bleibt bestehen. Da die Hüllschnittkanten in der Projektion kein Vieleck, sondern eine geschlossene Linie, vorzugsweise eine Evolvente liefern, entfällt auch die Notwendigkeit, jeweils einen Zahn des Wälzfräsers auf Maschinenmitte einstellen zu müssen, wenn symmetrische Radzähne erzeugt werden sollen. Die Radzähne haben vielmehr bei jeder Zähnezahl symmetrische Flankenumrisse.The sliding friction - if there is no pure rolling - becomes strong diminished, even if the "depression" between two envelope; Cut edges measured at the distance between two edges is just as deep as for parallel to the flank direction running envelope cut edges. Leave the wheels of the transmission according to the invention also scrape better and faster, as far as the envelope cut edges diagonally over the flanks run as axially milled teeth. The reason for this is the same which also improves the running properties of meshing wheels, because namely the scraping takes place by means of a gear-like tool, in which in the tooth flanks Shaving grooves are cut. This scraping tool wheel also meshes with the mating wheel Better from the start if this instead of axially running oblique envelope cut edges so that the better the engagement, the better the scraping. Of the in the case of milling cutter displacement tangential to the workpiece, the known advantage that the cutter is worn and protected more evenly, remains. Since the envelope cut edges in the projection not a polygon, but a closed line, preferably one To deliver involute, there is also no need for one tooth at a time on the hob to have to be set to the center of the machine if symmetrical gear teeth are to be produced should. Rather, the wheel teeth have symmetrical flank contours for each number of teeth.

Da zwei benachbarte Hüllschhnnittkanten auf einer Zahnflanke zusammen mit denjenigen auf der anliegenden Zahnflanke kleine Vertiefungen mit parallelogrammförmigen Umrissen abgrenzen, in denen sich der Schmierfilm halten kann, wird das Schmierverhalten des Getriebes bedeutend verbessert, so daß die Lebensdauer der Zahnräder verlängert wird.Because two adjacent Hüllschuttkanten on one tooth flank together with those on the adjacent tooth flank, small depressions with parallelogram-shaped The lubrication behavior is used to delimit the outlines in which the lubricating film can hold of the transmission significantly improved, so that the service life of the gears is extended will.

Wegen der Verbesserung des Wälzverhaltens vom Beginn des Einlaufens an vergrößert sich auch die Lebensdauer derart ausgebildeter Getriebe gegenüber den bisher bekannten.Because of the improvement in the rolling behavior from the start of running-in on, the service life of transmissions designed in this way is also increased the previously known.

Weil beim Wälzfräsverfahren im Gegensatz zum Teilverfahren die Zahl der Hüllschnitte wegen der Zahl der Spannuten des Wälzfräsers begrenzt ist, stellt die Erfindung ein vorteilhaftes Mittel dar, um die Nachteile der beim Wälzfräsverfahren zwangläufig geringen Anzahl der Hüllschnittkanten unwirksam zu machen.Because in the hobbing process, in contrast to the indexing process, the number the envelope cuts is limited because of the number of flutes of the hob the invention represents an advantageous means of avoiding the disadvantages of the hobbing process inevitably to make small number of envelope cut edges ineffective.

Es war bereits bekannt, beim Wälzfräsen den Fräser - auf das Werkstück bezogen - gleichzeitig in axialer und in tangentialer Richtung kontinuierlich zu verschieben. Dabei mußten ebenfalls schräg über die Zahnflanken verlaufende Hüllschnittkanten entstehen. Bei der bekannten zusammengesetzten Bewegung des Fäsers war aber an die Lage der Hüllschnittkanten nicht gedacht; es wurde vielmehr ausschließlich angestrebt, die Fräserzähne beim Abwälzfräsen gleichmäßiger zu beanspruchen, d. h. gleichmäßiger abzunutzen und damit eine längere Standzeit zu erzielen. Es ist auch nicht so, daß, wenn die Hüllschnittkanten auf den Zahnflanken schräg verlaufen, sich bei der Paarung solcher Räder dann in allen Fällen ein Sichkreuzen der Hüllschnittkanten ergibt. Zunächst müssen Neigung und Abstand der Hüllschnittkanten im Verhältnis zur Breite des Werkstückes geeignete Werte aufweisen. Weiter muß die Neigungsrichtung bei zu paarenden Rädern, wie unten näher erläutert, übereinstimmen. Die Zahl der Hüllschnitte ist durch die Zahl der Spannuten des Wälzfräsers begrenzt, die sich nicht beliebig vergrößern läßt. Ist die Neigung des Hüllschnittkantenverlaufs im Verhältnis zum Abstand der Hüllschnittkanten voneinander und zur Werkstückbreite zu gering, so werden die Hüllschnittkanten einer auf einer ersten abrollenden zweiten Zahnflanke immer noch zwischen den Hüllschnittkanten den ersten Platz finden, ohne diese zu kreuzen. Wenn die Hüllflächenkanten in der Projektion auf eine Stirnfläche des verzahnten Körpers gerade aneinander anschließen, muß der Fräser auf eine Werkstückbreite mindestens um den Betrag Fräsersteigung durch Stollenzahl tangential zum Werkstück verschoben werden. Das ist die Grenzbedingung für ein überlappen. Bei diesen Grenzbetrag übersteigender Verschiebung überlappen sich die Hüllschnittkanten in der Projektion. Die Grenzbedingung für das beginnende Sichkreuzen läßt sich auch durch eine Formel ausdrücken, die eine Beziehung zwischen folgenden, teils an der Maschine einstellbaren, teils durch das Werkzeug gegebenen Größen angibt: Die Grenzbedingung zwischen den vorstehenden Größen für ein Sichkreuzen lautet: gilt >, so überlappen sich die Hüllschnittkanten in der Projektion, gilt =, so schließen die Hüllschnittkanten in der Projektion aneinander an.It was already known to move the milling cutter continuously - in relation to the workpiece - simultaneously in the axial and in the tangential direction. Enveloping cut edges running obliquely over the tooth flanks also had to be created. In the known compound movement of the barrel, however, the position of the envelope cut edges was not considered; Rather, the sole aim was to stress the cutter teeth more evenly during hobbing, ie to wear them more evenly and thus to achieve a longer service life. It is also not the case that if the envelope cut edges run obliquely on the tooth flanks, then when such wheels are paired, the envelope cut edges will in all cases cross. First of all, the inclination and spacing of the envelope cut edges must have suitable values in relation to the width of the workpiece. Furthermore, the direction of inclination must match when the wheels are to be paired, as explained in more detail below. The number of envelope cuts is limited by the number of flutes of the hob, which cannot be increased at will. If the inclination of the envelope cut edge course is too small in relation to the distance between the envelope cut edges and the workpiece width, the envelope cut edges of a second tooth flank rolling on a first rolling tooth flank will still find first place between the envelope cut edges without crossing them. If the enveloping surface edges just adjoin one another in the projection onto an end face of the toothed body, the milling cutter must be shifted tangentially to the workpiece over the width of a workpiece by at least the amount of the milling cutter pitch by the number of lugs. That is the boundary condition for an overlap. In the case of a displacement exceeding this limit amount, the envelope cut edges overlap in the projection. The boundary condition for the beginning of each other's crossing can also be expressed by a formula that indicates a relationship between the following variables, some of which can be set on the machine and some of which are given by the tool: The boundary condition between the above quantities for a crossing is: if>, then the envelope cutting edges overlap in the projection, if =, then the envelope cutting edges in the projection adjoin one another.

Das Sichkreuzen der Hüllschnittkanten aufeinander abrollender Flanken findet nicht nur statt, wenn die Hüllschnittkanten auf diesen Flanken dieselbe Neigung haben. Dies ist vielmehr ein Sonderfall, der deshalb eine vorteilhafte Bedeutung hat, weil sich Räder mit gleicher Neigung der Hüllschnittkanten auf den Zahnflanken in derselben Weise herstellen lassen, so daß es nicht notwendig ist, die Herstellungsbedingungen zwecks Änderung der Neigung jedesmal zu ändern. Wenn die Neigung der Hüllschnittkanten auf aufeinander abrollenden Flanken verschieden ist, kann ein Sichkreuzen auch dann noch stattfinden, wenn die Hüllschnittkanten nur auf der einen Flanke schräg zur Kopflinie, auf der anderen aber parallel zur Kopflinie verlaufen, wie sie ohne Verschiebung des Fräsers tangential zum Werkstück, also in Richtung der Fräserachse entstehen.The crossing of the envelope cut edges of rolling flanks does not only take place when the envelope cut edges on these flanks have the same inclination to have. Rather, this is a special case and therefore has an advantageous meaning because there are wheels with the same inclination of the envelope cut edges on the tooth flanks can be produced in the same way, so that it is not necessary to adjust the production conditions in order to change the slope every time. When the slope of the envelope cut edges is different on each other rolling flanks, a crossing can also then still take place if the envelope cut edges only on one flank at an angle to the Head line, but on the other run parallel to the head line, as they do without displacement of the cutter tangential to the workpiece, i.e. in the direction of the cutter axis.

F i g. 1 bis 3 der Zeichnung dienen zur Erläuterung der Ursache des besseren Abrollverhaltens des erfindungsgemäßen Getriebes.F i g. 1 to 3 of the drawing are used to explain the cause of the better rolling behavior of the transmission according to the invention.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die als gerade Linien eingezeichneten Hüllschnittkanten auf der Zahnflanke, die zwischen sich Vertiefungen 1 einschließen, parallel zur Zahnrichtung verlaufen, wenn der Schneckenfräser beim Wälzfräsverfahren nur axial zum Werkstück, aber nicht tangential verschoben wurde.From Fig. 1 it can be seen that the drawn in as straight lines Enveloping cut edges on the tooth flank, which include depressions 1 between them, run parallel to the tooth direction when the worm cutter is used in the hobbing process was only moved axially to the workpiece, but not tangentially.

F i g. 2 zeigt, wie die Hüllschnittkanten 1' geneigt auf der Zahnflanke verlaufen, wenn der Fräser beim Wälzfräsen außer axial zum Werkstück zugleich kontinuierlich tangential zum Werkstück verschoben wurde. Ein Fräserzahn bearbeitet z. B. am einen Ende des Werkstückes zunächst den Zahngrund, und da zugleich mit dem Vorschub in Längsrichtung der Zahnlücke der Fräser tangential zum Werkstück verschoben wird, wobei das Werkstück sich dieser Verschiebung entsprechend zusätzlich dreht, wandert der Angriffspunkt des Fräserzahnes am Werkstück mit zunehmendem Vorschub in Achsrichtung des Werkstückes an der Zahnflanke hoch.F i g. 2 shows how the envelope cut edges 1 'are inclined on the tooth flank run when the milling cutter is continuous apart from axially to the workpiece during hobbing moved tangentially to the workpiece. A cutter tooth processes z. B. on one At the end of the workpiece, first the tooth base, and there at the same time with the feed in Longitudinal direction of the tooth gap of the milling cutter is shifted tangentially to the workpiece, whereby the workpiece rotates in addition to this displacement, migrates The point of application of the cutter tooth on the workpiece with increasing feed in the axial direction of the workpiece up on the tooth flank.

F i g. 3 zeigt das Tragbild der Hüllschnittkanten, wenn diese sich gemäß der Erfindung kreuzen. Die Zähne 2 und 3 gehören zwei miteinander kämmenden Zahnrädern an, auf deren Zahnflanken die Hüllschnittkanten wie in F i g. 2 geneigt verlaufen, so daß die Hüllschnittkanten auf den beiden gegeneinandergedrückten, aufeinander abrollenden Zahnflanken im Winkel zueinander liegen, sich kreuzen und miteinander ein Netz bilden. Sie können sich daher weder verhaken noch können Wälzsprünge auftreten und Geräusche verursachen.F i g. 3 shows the contact pattern of the envelope cut edges when they are cross according to the invention. Teeth 2 and 3 belong to two meshing teeth Gears on whose tooth flanks the envelope cut edges as in FIG. 2 inclined run so that the envelope cut edges on the two pressed against each other, Tooth flanks rolling off one another lie at an angle to one another, cross each other and form a network with each other. You can therefore neither get caught nor can pitch jumps occur and make noises.

Wenn, wie beim Wälzfräsen üblich, die Fräserzähne zugleich die beiden eine Zahnlücke einschließenden Zahnflanken fräsen, haben die Hüllschnittkanten auf beiden Flanken dieselbe Neigung, entweder in der einen Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung. Paart man Räder miteinander, auf deren Zahnflanken die Hüllschnittkanten in gleicher Richtung geneigt sind, unter sich, so kreuzen sich diese Hüllschnittkanten immer, wenn die oben erläuterten Voraussetzungen hinsichtlich des richtigen Verhältnisses zwischen Neigungswinkel, Abstand der Hüllschnittkanten und Dicke (Breite) des Werkstückes erfüllt sind.If, as is usual with hobbing, the cutter teeth are both at the same time Milling tooth flanks enclosing a tooth gap have the envelope cut edges both flanks have the same inclination, either in one direction or in the opposite direction Direction. If wheels are paired with one another, the envelope cut edges are on their tooth flanks are inclined in the same direction, under each other, then these envelope cut edges intersect whenever the above conditions regarding the correct ratio between the angle of inclination, the distance between the envelope cut edges and the thickness (width) of the workpiece are fulfilled.

Räder mit gleicher Neigungsrichtung der Hüllschnittkanten auf den Zahnflanken ergeben sich beim Wälzfräsen, wenn der Fräser immer in demselben Richtungssinne tangential zum Werkstückumfang verschoben wird. Es ist also wesentlich, daß bei der Nerstellung von zur Paarung in einem Getriebe bestimmten Zahnrädern diese Regel eingehalten und der Fräser neben seiner Verschiebung in Richtung der Werkstückachse jedesmal in demselben Richtungssinne tangential zum Werkstückumfang vorgeschoben wird.Wheels with the same direction of inclination of the envelope cut edges on the Tooth flanks result from hobbing when the cutter is always in the same direction is moved tangentially to the workpiece circumference. So it is essential that the adjustment of gears intended for pairing in a gearbox, this rule observed and the milling cutter in addition to its displacement in the direction of the workpiece axis each time advanced in the same sense of direction tangentially to the workpiece circumference will.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Geräuscharmes Zahnradgetriebe mit im Wälzfräsverfahren unter kontinuierlicher Ver- Schiebung des Wälzfräsers gleichzeitig in - bezogen auf das Werkstück - axialer und tangentialer Richtung hergestellten Zahnradflanken, d a -durch gekennzeichnet, daß die vom Wälzfräsen herrührenden Hüllschnittkanten, in denen die von den Fräserzähnen geschnittenen Hüllflächen sich schneiden, auf zusammenwirkenden Zahnflanken miteinander kämmender Räder einander kreuzen. Claims: 1. Low-noise gear transmission using the hobbing process under continuous Shifting the hob at the same time in - based on the workpiece - produced in the axial and tangential direction Gear flanks, d a - characterized in that the envelope cut edges resulting from the hobbing, in which the envelope surfaces cut by the cutter teeth intersect cooperating tooth flanks of meshing wheels cross each other. 2. Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Radpaaren, bei deren Rädern die Hüllschnittkanten auf den Zahnflanken dieselbe Neigung haben. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 303 656, 297 384; USA.-Patentschriften Nr. 2112 455, 2 511964, 2 528 242, 2 537 967, 2 606 481.2. Transmission according to claim 1, characterized by the use of pairs of wheels, in the wheels of which the envelope cut edges on the tooth flanks have the same inclination. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 303 656, 297 384; USA. Patent Nos. 2112 455, 2511964, 2528242, 2537967, 2606481.
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