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EINRICHTUNG ZUR ZAHNRADBEAMITÜNG Die vorliegende Erfindung
bezieht sich auf mechanische Bearbeitung von Maschinenelementen,
insbesondere auf Ein-
richtungen zur Zahnradbearbeitung.
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Die vorliegende Erfindung kann mit bestem Erfolg
bei
Bearbeitung von Großmodulzaharädern zur Erhöhung
der Biege-
festigkeit ihrer Zähne angewandt werden.
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Zur Zeit bind bekannt Einrichtungen für Verfestigung
von Zahnrädern durch Ofertläcbenhärtung, die eine Rolle besitzen,
deren Profil der Zabnlückenfora entspricht. Diese
Rolle vollführt
eine vor- und rückwärtagebende Bewegung
längs der Lücken
des zu bearbeitenden Rades und das Rad selbst wird nach jedem Rollengang
mit Hilfe eines Teilvorrichtung zwecks fortlaufender Deformierung
aller Lücken auf
eine Zahnteilung gedreht (siehe "Maschinenbauberichte",
Nr.14 1957, Moskau, Beitrag von Nowik und Balter,
"Abwälzen mit
Rollen als wirksame Methode zur Erhöhung der Ermüdungsfestig##
keit von Zahnrädern").
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Ein Nachteil der bekannten Einrichtungen ist die hierbei
notwendige Ausnutzung von sehr großen Bearbeitungskräften.
Dies hängt damit zusammen, daB die in diesen Einrichtungen
verwendeten Rollen einen großen Durchmesser und eine
geringe
Krümmung im Acialscbnitt haben.
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Mit zunehmendem Modul der zu bearbeitenden Zahnräder
steigt
der Rbllendurchnssser unerläßlich an, und die erforderliche Bearbeitungskraft
nimmt auch um ein Vielfaches zu.
So wird
beispielsweise zur Verfestigung von Zahnrädern mit einem Modul
von 10 mm mit Hilfe der oben erwähnten Ein-
richtung eine
Bearbeitungskraft von 10 000 kp angewandt. Zur
Bearbeitung
von Zahnrädern mit noch größeren Moduln, die im
Schwermaschinenbau
Verwendung finden, worden schwer erreich-
bare Bearbeitungskräfte
notwendig sein.
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Außerdem sind in bekannten Einrichtungen zum Zustandebringen
der vor- und rückwärtsgehenden Rollenbewegung und der
fortlaufenden
Teildrehung des zu bearbeitenden Baden auf eine
Zahnteilung
in ihrem Aufbau komplizierte Vorrichtungen an-
gewandt.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die
Beseitigung
der erwähnten Nachteile.
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Der Erfindung ist die Aufgabe zugrundegelegt,
eine im
Aufbau einfache Einrichtung zu entwickeln, die bei geringen
,Bearbeitungskräften
eine wirksame Verfestigung von Großmodulzahnrädern ermöglicht.
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Die gestellte Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß
in der
Einrichtung zur Zahnradbearbeitung durch Krafteinwirkung
eines Werkzeuges
auf die Zahnlückenfläcben
des zu bearbeitenden
Rades
bis zur Erzielung
einer lokalen plastischen
Ver-
Scheibe
mit radial angeordneten Stempeln darstellt, die an daß
zu bearbeitend® Rad mit Hilfe
einer krafterzeugenden Vorrichtung fedbrnd
angedrückt wird, das
eine statische
Bela-
stung und einen Schlag
beim Eintritt der Stempel
in die
Zahnlücken des
zu bearbeitenden Rades ausübt. In der Einrichtung ist auch ein Getriebe vorhanden,
das das zu bearbeitende R.äd dreht
und eine aussetzende Drehung des letzteren
zuläßt.
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Bei Bearbeitung von breiten Zahnrädern soll in der Einrichtung ein
Werk zur Verschiebung der Scheibe mit Stempeln längs der Achse des Zahnradkörpers
montiert werden.
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Dieses Werk kann ein kinematisches Paar Mutter - Schraube enthalten,
bei dem die Mutter ihre Drehbewegung von der Scheibe mit Stefpeln über ein Zahnradgetriebe
erhält.
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Das eine aussetzende Drehung des Radkörpers zulassende Getriebe kann
in Form eines Treibrades ausgeführt sein, das auf der Antriebswelle mit einem Spiel
aufgesetzt ist, das zur freien Verdrehung des zu bearbeitenden Rades um die Zahnteilungshälfte
ausreicht.
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Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeiept#l
derselben unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen eingebend betrachtet; in den
Zeichnungen zeigt: Fig. 1 - Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung, (Drauf
sickt) , Fig. 2 - Scheibe mit Stempeln, die in der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung
verwendet wird und Fig. 3 - in Fig. 1 dargestellte Einrichtung, Vorderansicht.
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Die Einrichtung zur Zahnradbearbeitung enthält ein Werkzeug in Form
einer Scheibe 1 (Fig. 1) mit Stempeln 2, ein
Werk 3 zur Verschiebung
der erwähnten Scheibe längs der Achse des zu bearbeitenden Rades 4 und ein Getriebe
5, welches das zu bearbeitende Rad dreht.
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Die Scheibe 1 (Fig. 2) hat eine verzahnte Gestalt und trägt die Stempel
2, deren Arbeitsteilf orm im querschnitt der Form der Zahnlücken des zu bearbeitenden
Rades entspricht, während diese Stempel im Axialschnitt einen Krümmungsradius haben,
der einen freien Eintritt jedes Stempels in die Zahnlücken ermöglicht. Die Scheibe
wird an das zu bearbeitende Rad mittels eines krafterzeugender Vorrichtung 6 (Fig.
angedrückt, die einen Schwenkhebel 7 und eine Feder 8 als Kraftelement enthält.
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Die krafterzeugende Vorrichtung 6 erzeugt eine statische Belastung
und einen Schlag beim Eintritt der Stempel 2 in die Zahnlücken des zu bearbeitenden
Zahnrades 4, wodurch die Wirksamkeit der Verfestigung dieses Rades erhöht
wird.
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Das Werk 3 (Fig. 1) zur Verschiebung der Scheibe 1 längs der Achse
des Rades 4 enthält ein Zahnrad 9, das auf der Achse der Scheibe 1 starr aufgesetzt
ist, und ein kinematisches Paar Mutter - Schraube 10 bzw. 11. Die Mutter
10 wird
über ein Zahnrad 12, das mit dem Zahnrad 9 im Eingriff steht, in Drehung
versetzt und verschiebt einen Schlitten 13 in Führungen 14, die im Bett
15 montiert sind. Die Schwenkacbse des Hebels 7 ist gleichachsig mit
der Welle des Zahnrades 9 angeordnet und im Bett 15 angelenkt. Das eine Ende der
Feder 8
steht in Wechselwirkung mit dem Hebel 7, das andere ist
am Schlitten 13 befestigt.
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Das Getriebe 5, das das zu bearbeitende Rad dreht und eine aussetzende
Drehung desselben zuläBt, besteht aus einem Elektromotor 16, der die Drehbewegung
über Scbneckentrieb 17-18 auf eine Keilwelle 19 überträgt, auf der ein Treibrad
20 aufgesetzt ist. Zwischen dem Rad 20 'und der Welle 19, auf der es sitzt,
besteht ein Spiel y (Fig. 3), das eine freie Verdrehung des zu bearbeitenden Rades
4 um die Hälfte seiner Zabnteilung gewährleistet.
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Die Einrichtung arbeitet folgenderweise.
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Das zu bearbeitende Rad 4, das in Spitzen 21 und 22 aufgestellt ist,
wird vom Zahnrad 20 in Drehung versetzt und überträgt die Drebbewegung auf die Scheibe
1 mit den Stempeln 2, die unter Einwirkung der krafterzeugenden Vorrichtung 6 in
die Lücken zwischen dessen Zähnen federnd angedrückt wird. Der Eingriff der Scheibe
1 mit den Stempeln 2 und des zu bearbeitenden Rades 4 erfolgt bei sich ununterbrochen
änderndem Acbsen.f abstand. Dieser Abstand ist am kleinsten, wenn einer der Stempel
die Lage "a" (Fig. 2) einnimmt. Im weiteren nimmt er mit der Raddrebung und Bewegung
des Stempels in die Lage "b" zu. Hierbei schwenk sich der Hebel 7 hinaus und die
Feder 8 wird gespannt, wobei sie eine zusätzliche Energie erhält, die ihrer Zusammandrückung
um die Größe "1" entspricht. Nach Ubergang des Stempels über die Lage "b" hinaus
in Richtung zur Lage "c" beschleunigt die Scheibe 1 selbst
die
Drehung des zu verfestigenden Rades 4 und nächstfolgender Stempel führt einen Schlag
auf den entsprechenden Zahnfuß in der Zage "a" aus und fängt sodann an, die krafterzeugende
Vorriabtung 6 erneut zu spannen.
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Die Verhältnisse dieser Arbeitsweise der Einrichtung
sind
durch das bestehende Spiel q zwischen dem Treibrad 20 und der Welle 19 geschaffen.
Dank diesem Spiel kann sieb das zu bearbeitende Rad ungleichmäßig drehen, so daß
es der Drehung der Welle 19 des Treibrades im Augenblick des Schlagens voreilt.
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Die Stempel 2 haben im Axialschnitt der Scheibe 1 einen K,riimmungsraäius,
der einen früien Eintritt dieser Stempel in die Zahnlücken gestattet. Dies zusammen
mit dem scblagarti. gen Belasten ermöglicht es, bei geringer Bearbeitungskraft
eine wirksame Verformung der Zahnlücken und beträchtliche Erhöhung der Biegefestigkeit
der Zähne zu erzielen.
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Zur Bearbeitung der Zahnlücken über die ganze Breite des zu bearbeitenden
Rades erhält die Scheibe 1 Vorschubbewegung längs der Radachse, was durch
Drehung der Mutter 10 unter Einwirkung des Zahnrades 9 erzielt wird, welches auf
der Welle der Scheibe 1 starr sitzt. Die Mutter, die mit der unbeweglichen Schraube
11 kinematisch verbunden ist, verschiebt den Schlitten 13 in den Führungen 14.