DE1241626B

DE1241626B - Drawing device for displaying end cuts on involute gears with straight and helical teeth

Info

Publication number: DE1241626B
Application number: DE1960K0041281
Authority: DE
Inventors: Hellmut Kress
Original assignee: HELLMUT KRESS
Current assignee: HELLMUT KRESS
Priority date: 1960-07-25
Filing date: 1960-07-25
Publication date: 1967-06-01

Description

Zeichengerät zum Darstellen von Stirnschnitten an Evolventenzahnrädern mit Gerad-und Schrägverzahnung Die Erfindung betrifft ein Zeichengerät, mit dessen Hilfe auf Erzeugungswälzkreisen komplette Evolventen-Außenverzahnungen aufgerissen werden können.Drawing device for the representation of end cuts on involute gears with straight and helical teeth The invention relates to a drawing device with which Help on generating pitch circles ripped open complete involute external gears can be.

Die gezeichneten Formen des Einzelzahnes und des damit im Eingriff befindlichen Gegenzahnes dienen der Beurteilunä auf Ausführbarkeit, der Berechnungsunterlage und der Kontrolle bereits durchgeführter Rechnungen. Darüber hinaus lassen sich schon auf dem Reißbrett die Gegebenheiten und konstruktiven Forderungen so aufeinander abstimmen, daß wirtschaftliche Stirnräderpaare mit langer Lebensdauer entstehen.The drawn shapes of the individual tooth and the one in engagement with it The opposing tooth located serves the assessment of feasibility, the calculation document and the control of invoices that have already been carried out. In addition, you can already on the drawing board, the conditions and constructive requirements are so closely related agree that economical pairs of spur gears with a long service life are created.

In der Regel erfolgt noch heute das Aufreißen von Evolventenstirnrädern mit Hilfe von Zirkel und Lineal. Das reine Evolventenstück einer Zahnflankenseite wird durch punktweises Abstechen auf den Grundkreistangenten gefunden. Dagegen erhält man das dazugehörige Fußanschlußstück durch Hüllkurvenkonstruktion am Erzeugungswälzkreis. Das Aufzeichnen des Evolventenstückes kann auch durch Zeichengeräte mit Friktionsrädern, die auf dem Grundkreis abrollen, durchgeführt werden.As a rule, involute spur gears are still torn open today with the help of compasses and ruler. The pure involute piece on a tooth flank side is found by point-wise parting off on the base circle tangents. Against it receives the associated foot connector by envelope construction on the generating pitch circle. The involute can also be drawn using drawing devices with friction wheels, that roll on the base circle.

Die vorgenannten konstruktiven Verfahren müssen nacheinander angewendet werden, beanspruchen viel Zeit und führen doch nur zu einem Teilergebnis. So werden sie oft durch teure und zeitraubende Proberadanfertigungen umgangen. Außerdem stimmt die mit Kreisradien vollzogene Hüllkurvenkonstruktion des Zahnfußes nur bei der Geradverzahnung. Alle Schrägverzahnungen verlangen dagegen elliptische Ausrundungen; dies war aber mit einfachen Zeichenmitteln bis jetzt nicht durchführbar. Der Fehler bei dem Näherungsverfahren mit Kreisradien wächst mit Zunahme des Zahnschrägungswinkels. Besonders bei Evolventenverzahnungen, deren Form von dem deutschen Bezugsprofil abweicht, müssen die bisher bekannten Zeichenmethoden sogar schon bei der Geradverzahnung versagen.The aforementioned constructive procedures must be applied one after the other take up a lot of time and yet only lead to a partial result. Be like that they are often circumvented by costly and time-consuming test bike production. Also true the envelope curve construction of the tooth root completed with circular radii only with the Spur teeth. All helical gears, on the other hand, require elliptical fillets; up to now, however, this has not been feasible with simple drawing means. The mistake in the approximation method with circular radii, the increase in the tooth helix angle. Especially with involute gears, the shape of which differs from the German reference profile deviates, the previously known drawing methods must even be used for straight teeth fail.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeichengerät zu schaffen, mit dem alle Evolventen-Außenverzahnungen, soweit sie sich mit Zahnstangenprofilen herstellen lassen, genau und rasch gezeichnet werden können, wobei der ganze Zahn mit der rechten und linken Evolvente und den beiden Fußanschlußkurven in einem einzigen Verfahrensgang entstehen soll.The invention is based on the object of creating a drawing device, with which all involute external gears, as far as they are with rack profiles can be produced, can be drawn precisely and quickly, with the whole tooth with the right and left involute and the two foot connection curves in a single one Procedure should arise.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Zeichengerät gelöst, das aus einem Rahmen besteht, der um eine im Mittelpunkt des Erzeugungswälzkreises zur Zeichenebene senkrecht stehende Achse drehbar ist und auf einer in veränderlichem Abstand zum Mittelpunkt einstellbaren Schiene eine auf dieser Schiene verschiebbare, das Zahn- bzw. Zahnlückenprofil darstellende Schablone trägt, wobei der Erzeugungswälzkreis und eine im beliebigen Abstand zu diesem liegende Profilbezugslinie mit gleich langen Teilungen versehen sind.This object is achieved by the drawing device according to the invention, which consists of a frame around a center of the generating pitch circle to the plane of the drawing perpendicular axis is rotatable and on a variable Distance to the center adjustable rail a sliding on this rail, carries the template representing the tooth or tooth gap profile, the generating pitch circle and a profile reference line with the same length and any distance from it Divisions are provided.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zeichengerätes in der Draufsicht, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie I1-II der F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 1, F i g. 4 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zeichengerätes in der Draufsicht, F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig.4.Two embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows an embodiment of the drawing device according to the invention in FIG Top view, FIG. 2 shows a section along the line I1-II in FIG. 1, Fig. 3 one Section along the line III-III of FIG. 1, Fig. 4 shows a second embodiment of the drawing device according to the invention in plan view, FIG. 5 a section after the line V-V of Figure 4.

Das Gerät nach F i g. 1 besteht aus einem Rahmen 2, einer verschiebbaren Schiene 3, einem verschiebbaren Klemmstück 4 und einer Schablone 5.The device according to FIG. 1 consists of a frame 2, a sliding one Rail 3, a displaceable clamping piece 4 and a template 5.

Das Gerät nach F i g. 4 besteht aus einem Rahmen 6, einem verschiebbaren Klemmstück 7, einer verschiebbaren Schiene 8 und einer Schablone 9.The device according to FIG. 4 consists of a frame 6, a sliding one Clamping piece 7, a sliding rail 8 and a template 9.

Vor dem Ansetzen des Gerätes muß der vorausberechnete Erzeugungswählkreis 12 mit dem Achsenkreuz; aufgezeichnet werden. Dieser Kreis wird teilungsgleich, z. B. nach F i g. 1 in der alphabetischen Reihenfolge c' bis n' markiert. Weiterhin ist eine mit gleich langen, jedoch gestreckten Teilungen c bis n versehene und entsprechend markierte Gerade 13, die sogenannte Profilbezugslinie, die keine Tangente an den Kreis zu sein braucht, zu ziehen. Damit kann die Zwangsläufigkeit der Wälzwege, die bei der maschinellen Fertigung zwischen Wälzwerkzeug und entstehendem Stirnrad herrscht, auch hier zwischen Profilschablone und Zeichnung eingehalten werden. Das Zeichengerät läßt sich, wie in F i g. 1 angedeutet und in F i g. 4 gezeichnet, in der Ausgangsstellung der Konstruktion wie folgt zusammensetzen, wobei Rahmen, Klemmstück, Schablonenträger und Schablone starr miteinander verbunden werden müssen.Before starting the device, the precalculated generation selection circuit 12 with the axis cross; to be recorded. This circle will be divided equally, z. B. according to FIG. 1 marked in alphabetical order c 'to n'. Farther is one with equally long, but stretched divisions c to n and corresponding marked straight line 13, the so-called profile reference line, which has no tangent to the To be a circle needs to be drawn. Thus the inevitability of the rolling paths, that in machine production between the rolling tool and the resulting spur gear prevails, must also be adhered to here between the profile template and the drawing. That Drawing device can, as shown in FIG. 1 indicated and in F i g. 4 drawn, in assemble the starting position of the construction as follows, whereby frame, clamping piece, Template carrier and template must be rigidly connected to each other.

Die Achse 1 wird auf dem Mittelpunkt des Erzeugungswälzkreises 12 befestigt und darauf der drehbare Rahmen 2 bzw. 6 so aufgesteckt, daß sich die Anlegekante 11 mit der hier waagerecht angenommenen Geraden des Achsenkreuzes deckt, d. h. nach Beispielszeichnung durch h' geht. Nun wird in der Mitte einer Flanke die Profilschablone 5 bzw. 9 an den Punkt h angelegt. Bei vorübergehend auf der Unterlage fixierten Teilen 2 und 5 bzw. 6 und 9 werden anschließend die Schablonenträger 4 bzw. 8 und die Klemmstücke 3 bzw. 7 aneinandergefügt; es folgt das feste Verbinden der Teile 2, 3, 4 und 5 bzw. 6, 7, 8 und 9.The axis 1 is on the center of the generating pitch circle 12 attached and then the rotatable frame 2 or 6 attached so that the contact edge 11 covers with the straight line of the axis cross, which is assumed here to be horizontal, d. H. after Example drawing goes through h '. The profile template is now placed in the middle of a flank 5 or 9 applied to point h. When temporarily fixed on the base Parts 2 and 5 or 6 and 9 are then the template carriers 4 and 8 and the clamping pieces 3 and 7 joined together; the parts are then firmly connected 2, 3, 4 and 5 or 6, 7, 8 and 9.

Mit dem Umreißen der Schablone 5 bzw. 9, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines feingespitzten und harten Bleistiftes, entsteht der erste Hüllschnitt. Bei Ausgangslage li der Anlegekante 11 ist nun der vorgenannte Flankenteil der Schablone auf den folgenden Punkt j der Profilbezugslinie anzurücken. wird das so festgelegte Gerät um die Achse 1 zurückgedreht, bis die Anlegekante 11 durch ,j läuft, so entsteht durch Umreißen der Schablone 5 der zweite Hüllschnitt. Dieses Verfahren, das stets mit der Ausgangslage h' der Anlegekante 11 beginnt, kann der Reihe nach durch Einstellen und entsprechendes Zurückdrehen auf die alphabetisch folgenden, aber auch auf die vorausgehenden Punkte fortgesetzt werden, bis sich die Schablone außerhalb des sich praktisch bildenden Zahnflankenbereiches befindet.The first envelope cut is created by outlining the template 5 or 9, for example with the aid of a finely-sharpened and hard pencil. In the starting position li of the contact edge 11 , the aforementioned flank part of the template is now to be moved to the following point j of the profile reference line. If the device thus fixed is rotated back around the axis 1 until the contact edge 11 runs through, j, the second envelope cut is created by outlining the template 5. This process, which always begins with the starting position h 'of the contact edge 11, can be continued in sequence by setting and corresponding turning back to the following alphabetically, but also to the preceding points, until the template is outside the tooth flank area that is practically forming.

Die Hüllschnitte liegen nur innerhalb der Zahnlücken, so daß, wie in der Werkzeugmaschine, die Zähne des Stirnrades stehenbleiben; doch vollzieht sich die stufige Wälzbewegung relativ zu der in der Werkzeugmaschine, weil das Zeichenblatt mit dem Stirnradbild stets in Ruhelage bleibt.The envelope cuts are only within the tooth gaps, so that how in the machine tool, the teeth of the spur gear stop; but does the stepped rolling motion relative to that in the machine tool because the drawing sheet always remains in the rest position with the spur gear image.

Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: 1. Die beiden nacheinander liegenden Verfahrensgänge, wie sie bisher nötig waren, werden durch einen einzigen ersetzt, der noch dazu beide Zahnflanken auf einmal liefert; dadurch erhält man alle Zahndicken und kann unter anderem erkennen, ob Zahnfußunterschnitte oder Kopfspitzenbildungen auftreten. 2. Die Vereinfachung der zeichnerischen Darstellung verringert den bisherigen Zeitaufwand erheblich.The invention has the following advantages: 1. The two successive procedural steps, as they were previously necessary, are carried out replaces a single one that also delivers both tooth flanks at once; through this you get all tooth thicknesses and can see, among other things, whether tooth root undercuts or head tip formations occur. 2. The simplification of the graphic representation significantly reduces the time required to date.

3. Die Zeichengenauigkeit erreicht die des Wälzvorganges in der Werkzeugmaschine; es ist sogar möglich, den aus Werkzeugteilung und Stollenzahl des schneckenförmigen Stirnradwälzfräsers sich ergebenden Stufungsschritt genau aufzureißen, um Rückschlüsse auf Eignung des Wälzfräsers für die geforderte Fertigungsgenauigkeit zu ziehen.3. The drawing accuracy reaches that of the rolling process in the machine tool; it is even possible to use the tool pitch and number of lugs of the helical Tear open the resulting stepping step of the spur gear hob in order to draw conclusions on the suitability of the hob for the required manufacturing accuracy.

4. Erstmals lassen sieh alle zahnstangenartigen Bezugsprofile, die eine Evolventenverzahnung im Stirnschnitt ergeben, zeichnerisch ohne umständliche Näherungen anwenden; dazu gehören insbesondere die durch Projektion aus dem jeweiligen Normalprofil erhaltenen Schrägprofile.4. For the first time let see all rack-like reference profiles that result in an involute toothing in the frontal section, graphically without cumbersome Apply approximations; this includes in particular those by projection from the respective Normal profile obtained bevel profiles.

5. Die übersichtliche und allgemeine Anwendbarkeit sowie die kinematische Übereinstimmung mit den Vorgängen in den Werkzeugmaschinen machen das Zeichengerät als wirkungsvolles Demonstrationsmittel für den Techniker geeignet.5. The clear and general applicability as well as the kinematic The drawing device conforms to the processes in the machine tools suitable as an effective demonstration tool for the technician.

6. Über die Stirnradfertigung hinaus lassen sich mit dem Zeichengerät noch eine Reihe weiterer wälztechnischer Probleme lösen oder untersuchen.6. In addition to spur gear production, the drawing device solve or investigate a number of other technical rolling problems.

Claims

Claim: Drawing device for displaying end cuts on involute gears with straight and helical teeth on a given generating pitch circle plotted on the plane of the drawing, characterized by a frame (2, 6) which is rotatable about an axis (1) which is perpendicular to the plane of the drawing in the center of the generating pitch circle and on a rail (3, 8) that can be adjusted at a variable distance from the center point carries a template (5, 9) that can be displaced on this rail and represents the tooth or tooth gap profile, with the generating pitch circle and a profile reference line at any distance from it equally long divisions are provided. Considered publications: German Patent Nos. 214 400, 847 202; "Werkstatt und Betrieb" magazine, 91st year, 1958, issue 10, pp. 613 to 618.