DE2007085B2 - Vorrichtung zum messen der genauigkeit der evolvente von zahnraedern - Google Patents

Description

Drehmelder (8) verbunden ist und zu der Ab- Meßvorrichtung und

wälzrolle (13) ein Abwälzlineal (21) mit einem Fig. 2 ein Schema des elektronischen Teiles der

Meßkontakt (22) gehört, der die Zahnflanke des Meßvorrichtung.

zu messenden Rades (14) berührt. In dem mechanischen Teil der Vorrichtung nach

as F i g. 1 ist das zu messende Rad 14 drehbar in einem

Rahmen des Supports Γ gelagert, der in der Richtung

der Pfeile zum Messen der Räder von verschiedenen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mes- Größen verstellt werden kann. Die Abwälzrolle 13 sen der Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern ist drehbar in einem Rahmen des Apparates 1 gemit einer angetriebenen Abwälzrolle, unter Verwen- 30 lagert und mittels eines Elektromotors 15 mit Hilfe dung von zwei Gebern mit rotierenden Scheiben mit eines Schneckenwechselgetriebes angetrieben, in wel-Verzahnungen, zu denen feste und drehbare Auf- chem die Schnecke 3 mit dem Elektromotor 15 und nahmeköpfe gehören. Diese Geber sind mit dem zu das Schneckenrad 2 mit der Welle der Abwälzrolle 13 messenden Zahnrad und der Abwälzrolle verbunden. verbunden ist. In den Wellen des gemessenen Zahn-Zu der Vorrichtung gehören ferner zwei Dreh- 35 rades 14 und der Abwälzrolle 13 befinden sich zwei meider, wobei die der Genauigkeit der Evolvente Geber 16, 16', die aus zwei mittels der Elektromotoproportionale Genauigkeit der Übersetzung zwischen ren 7, 7' rotierenden Scheiben 4, 4' bestehen. Jede der Abwälzrolle und dem Grundkreis des zu messen- Scheibe enthält zwei gleiche Verzahnungen, zu denen den Zahnrades gemessen wird. zwei feste Aufnahmeköpfe 5, 5' und drehbare Auf-Es ist bereits bei Einrichtungen zur Evolventen- 40 nahmeköpfe 6, 6' gehören. Auf der Welle der prüfung bekannt, angetriebene Abwälzrollen zu ver- Schnecke 3 befindet sich ein Drehmelder 8, der mit wenden. Diese Verfahren beruhen auf der Bildung einem anderen Drehmelder 8' mittels eines Hilfsgeeiner idealen Evolvente durch Abwälzung des Lineals triebes verbunden ist, das aus austauschbaren Zahnauf der Abwälzrolle. Dabei muß der Durchmesser rädern 17, 18 gebildet ist. Auf der Abwälzrolle 13 der Abwälzrolle genau mit dem Durchmesser der 45 wälzt sich ein Lineal 21 ab, auf dem ein Meßkontakt Grundkreislinie des gemessenen Rades übereinstim- 22 befestigt ist. Der Meßkontakt 22 berührt die men. Bei diesen bekannten Einrichtungen besteht das Flanke des Zahnes des zu messenden Zahnrades 14. Hauptproblem in der Änderung der Abwälzrolle beim Beim Abwälzen des Lineals 21 verdreht der Meß-Messen von verschiedenen Zahnrädern. Dieses kann kontakt 22 das zu messende Zahnrad 14.
nur durch den Austausch der Abwälzrollen durchge- 50 In F i g. 2 ist ein Blockschema des elektrischen führt werden, was unbequem ist und eine beträcht- Teils dargestellt. Dieser Teil besteht aus bekannten liehe Vorratshaltung an Abwälzrollen mit verschie- elektronischen Zweiphaseneinstellern 9, 9\ Phasendenen Durchmessern erfordert. messern 10, 10', einem Spannungsteiler 19, einem Nach einem anderen Verfahren wird eine kompli- Mischer 20, einem Filter 11 und einem Registrierzierte mechanische Vorrichtung benutzt, durch welche 55 gerät 12.

der kinematische Durchmesser der Abwälzrolle ver- Aus der F i g. 1 ist es ersichtlich, daß die erfinändert werden kann. Eine solche Vorrichtung ist je- dungsgemäße Meßvorrichtung aus zwei Meßvorrichdoch kostspielig und begrepzt die Meßgenauigkeit. tungen zum Messen der Genauigkeit von Übersetzun-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gen besteht. Die erste Vorrichtung besteht aus einem Mangel der bekannten Vorrichtungen weitgehend 60 Geber 16 und einem Drehmelder 8, die zweite Vorauszuschalten und eine Einrichtung zu schaffen, die richtung aus einem Geber 16' und einem Drehmelder es ermöglicht, mit wenigen Handgriffen die Genauig- 8'. Die Funktion dieser Vorrichtungen ist identisch keit der Evolvente von Zahnrädern zu messen. und für die Meßvorrichtung beschrieben, die aus dem Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Geber 16 und dem Drehmelder 8 abgebildet ist. Diese löst, daß die Abwälzrolle mittels eines Elektromotors 65 Vorrichtung mißt die Genauigkeit der Übersetzung, über ein Wechselgetriebe angetrieben wird, an welches die durch die Schnecke 3 und das Schneckenrad 2 ein Drehmelder angeschlossen ist, der über auswech- gebildet ist.
seibare Räder mit dem zweiten Drehmelder verbun- Bei der stillstehenden Übersetzung 2, 3 wird in den

Aufnahmeköpfen 5, 6 mittels Rotation der Scheibe 4 durch den Einfluß der Verzahnung die Spannung mit der Frequenz induziert:

dem Lineal 13, 21 und der Übersetzung zwischen dem lineal 21 und dem gemessenen Zahnrad 14 gebildet Die Gesamtgenauigkeit der Übersetzung ist dalier

17.18

18.S1

/I₄ ist die Drehzahl der Scheibe 4. Diese Drehzahl ist. beliebig und wird beiläufig n₄ = 20 U/sec gewählt, ζ die Zahl der Zähne eines jeden von beiden Verzahnungen (z. B. ζ = 1000 Zähne).

Bei Rotation des Schneckenrades 2 mit der Drehzahl k₂ wird in dem drehbaren Aufnahmekopf 6 die Frequenz induziert:

* + _ _{zn ±Z}£
⁶ 4 2'

Das Zeichen + hängt davon ab, ob sich das Schneckenrad 2 und daher auch der drehbare Kopf 6 in der Richtung oder gegen die Richtung der Rotation der Scheibe 4 dreht.

Die Frequenz aus dem festen Aufnahmekopf 5 wird in einen Zweiphaseneinsteller 9 (F i g. 2) geführt, wo aus ihr zwei Phasen gebildet werden, die um 90° des Phasenwinkels verschoben sind. Mit diesen zwei Phasen wird der Stator des Zweiphasen-Zweipoldrehmelders 8 gespeist. Bei stillstehendem Drehmelder 8 wird einem Rotor des Drehmelders 8 die gleiche Frequenz induziert, mit welcher der Stator gespeist Die Genauigkeit der Übersetzung zwischen dem Lineal 21 und dem gemessenen Rad 14 ist durch die Genauigkeit der Evolvente des gemessenen Rades gegeben

_{= Λ} ^e'

/ + = zn_t.

Bei der rotierenden Übersetzung und daher auch in dem Drehmelder 8 wird durch die Drehzahl *₈ in dem Rotor die Frequenz induziert:

/₅+ = zn₄±*₈.

Das Zeichen ± hängt davon ab, ob sich der Rotor des Drehmelders 8 in der Richtung oder gegen die Richtung der Rotation des elektromagnetischen FeI-des des Stators dreht.

Unter der Bedmgung, daß die Übersetzungsgröße zwischen dem Drehmelder8 und dem Schneckenrad 2 der Zahl der Zähne der Scheibe 4 gleicht, gilt:

,*- — i,

U^{+ = ztl}i^±k8^{== zn}&^±zk2 — U⁺ ■
Im Falle, daß die gemessene Übersetzung ^ ideal,

d. h. absolut genau ist, gilt die Gleichung /₅ ⁺ = /_e ⁺ vollkommen für augenblickliche und mittlere Werte der Frequenzen Z₅ ⁺, /_e ⁺. Wenn diese Übersetzung ungenau ist, schwanken die Werte dieser Frequenzen. Dieses Schwanken verursacht die Phasenänderungen zwischen diesen Frequenzen, die der Ungleichförmigkeit der gemessenen Übersetzung proportional sind.

Die beschriebene Vorrichtung, die aus dem Geber 16 und dem Drehmelder 8 gebildet ist, mißt die Genauigkeit der Schneckenübersetzung 2, 3 —/I₂₃.

Die zweite identische Meßvorrichtung, die aus dem Geber 16' und dem Drehmelder 8' gebildet ist, mißt die Gesamtgenauigkeit der Übersetzung zwisehen dem Drehmelder 8' und dem Geber 16'. Diese Übersetzung wird aus dem Getriebe der austauschbaren Zahnräder 17, 18, der Schneckenübersetzung 2, 3, der Übersetzung zwischen der Abwälzrolle und ²¹·¹⁴

Wenn das Hilfsgetriebe der auswechselbaren Zahnräder 17, 18 dem Verhältnis des Durchmessers der is Abwälzrolle 13 und dem Durchmesser der Grundkreislinie des gemessenen Zahnrades 14 gleicht,

ζ_ί8 _ &k_ z„ ~~ D₁ '

j_st ^₆ Größe der Übersetzung zwischen dem Dreh_{melder 8}' _{und dem üeDer} χ₆' dieselbe wie die Größe _der übersetzung zwischen dem Drehmelder 8 und _{dem Geber 16} (_zur genauen Erfüllung dieser Bedin-

a₅ gu_ng benutzt man in der Praxis vier oder sechs austauschbare Räder). Wenn die Angaben der beiden Meßvorrichtungen im Mischer 10 subtrahiert wer_{den> wird die} Ungleichförmigkeit der Schneckenübersetzung 2, 3 eliminiert. Die Ungleichförmigkeit

des Hilfsgetriebes der Zahnräder 17, 18 kann vernachlässigt werden, denn diese Ungleichförmigkeit _{wird durch die Größe der} Schneckenübersetzung ₂ 3 geteilt Auch die Ungenauigkeit der Übersetzung zwischen der Abwälzrolle 13 und dem Lineal 21 kann vernachlässigt werden. Nach dem Subtrahieren bleibt daher nur die Ungenauigkeit der Übersetzung _zwi_sch_en dem Lineal 21 bzw. dem Meßkontakt 22 _{und dem} g_ernessenen Zahnrad 14 übrig, die durch _die Ungenauigkeit der Evolvente des gemessenen

_{Rades 14 gegeben ist}.

-17,18+ -2,3+ -13,21" -21,14- -2,3~
—17 8+ - 13 2I⁺ —21 14~ —21,14~ —e.

Zum richtigen Eliminieren des Einflusses der Ungleichförmigkeit der Schneckenübersetzung 2, 3 ist es nötig, die Empfindlichkeiten der beiden Meßvorrichtungen im Verhältnis der Übersetzung D_k/D, _einzustellen. Das wird mittels eines Spannungsteilers 19 ausgeführt, durch welchen im Verhältnis der Übersetzung D_k/D_z die Empfindlichkeit des Phasenmessers 10 im Vergleich zu der Empfindlichkeit des Phasenmessers 10' verringert wird. Die Differenzwerte, die der Genauigkeit der Evolvente des gemessenen Rades 14 entsprechen, werden nach Beseitigung der höheren harmonischen Komponenten

mittels des Filters 11 durch e'nen Registrierapparat 12 registriert.

Die beschriebene Erfindung ermöglicht es, eine Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern zu verwirklichen, die genau, einfach und zuverlässig ist. Die Vorrichtung ist ganz allgemein für verschiedene Größen von Zahnrädern zu verwenden, wobei die Meßvorrichtung zum Messen nur durch die Einstellung der zugehörigen austauschbaren Zahnräder vorbereitet zu werden braucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 2 007 035 ν/

   l 2

   den ist Zu der Abwälzrolle gehört erfindungsgemäß

   Patentanspruch: ein Abwälzlineal mit einem Meßkontakt, der die

   Zahnflanke des zu messenden Rades berührt

   Vorrichtung zum Me§sen der Genauigkeit der Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Evolvente von Zahnrädern mit einer angetriebe- 5 Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern durch nen Abwälzrolle, unter Verwendung von zwei das Messen der Genauigkeit der Übersetzung zwi-Gebera mit rotierenden Scheiben mit Verzahnun- sehen der festen Abwälzrolle und der Grundkreisgen, zu denen feste und drehbare Aufnahmeköpfe urne des gemessenen Rades vorgenommen, wobei gehören, diese Geber mit dem zu messenden diese Genauigkeit der Genauigkeit der Evolvente Zahnrad und der Abwälzrolle verbunden sind, io direkt proportional ist

   und von zwei Drehmeldern, wobei dje der Ge- Der besondere Vorteil der Vorrichtung zum Mes-

   nauigkeit der Evolvente groportionale Qgnauig- sep ger GeRayigkeiJ der Evolvente von Zahnrädern

   keit der Übersetzung zwischen der Abwälzrolle nach der Erfindung liegt in ihrer Einfachheit, Zu-

   und dem Grundpreis (j_{es zu} messenden Zahn- verlassigkeit und hohen Genauigkeit Darüber hinaus

   rades gemessen wird, d a d μ r c h g e k e η, η - 15 ist die Vorrichtung universal verwendbar obwohl die

   zeichnet, daß die Abwälzrolle (13) mittels Abwälzrolle nicht geändert zu werden braucht

   eines Elektromotors (15) über ejn Wecfcsplge- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung is\ in der

   triebe (2, 3) angetrieben wird, an weiches ein Zeichnung dargestellt und wird im folgende^ näher

   Drehmelder (8) angeschlossen ist, der über aus- beschrieben. Es zeigt

   wechselbare Räder (17, 18) mit dem zweiten 20 F i g. 1 ein Schema des mechanischen Teiles der