DE2007085C3

DE2007085C3 - Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern

Info

Publication number: DE2007085C3
Application number: DE19702007085
Authority: DE
Inventors: Karel Dipl.-Ing. Prag Stepanek
Original assignee: Vyzkumny Ustav Obrabecich Stroju a Obrabeni
Current assignee: Vyzkumny Ustav Obrabecich Stroju a Obrabeni
Priority date: 1969-02-18
Filing date: 1970-02-17
Publication date: 1974-02-21
Also published as: DE2007085B2; DE2007085A1; GB1302765A; CH512722A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern mit einer angetriebenen Abwalzrolle, unter Verwendung von zwei Gebern mit rotierenden Scheiben mit Verzahnungen, zu denen feste und drehbare Aufnahmeköpfe gehören. Diese Geber sind mit dem zu messenden Zahnrad und der Abwalzrolle verbunden. Zu der Vorrichtung gehören ferner zwei Drehmelder, wobei die der Genauigkeit der Evolvente proportionale Genauigkeit der Übersetzung zwischen der Abwalzrolle und dem Grundkreis des zu messenden Zahnrades gemessen wird.

Es ist bereits bei Einrichtungen zur Evolventenprüfung bekannt, angetriebene Abwälzrollen zu verwenden. Diese Verfahren beruhen auf der Bildung einer idealen Evolvente durch Abwälzung des Lineals auf der Abwalzrolle. Dabei muß der Durchmesser der Abwälzrolle genau mit dem Durchmesser der Grundkreislinie des gemessenen Rades übereinstimmen. Bei diesen bekannten Einrichtungen besteht das Hauptproblem in der Änderung der Abwälzrolle beim Messen von verschiedenen Zahnrädern. Dieses kann nur durch den Austausch der Abwälzrollen durchgeführt werden, was unbequem ist und eine beträchtliche Vorratshaltung an Abwälzrollen mit verschiedenen Durchmessern erfordert.

Nach einem anderen Verfahren wird eine komplizierte mechanische Vorrichtung benutzt, durch welche der kinematische Durchmesser der Abwälzrolle verändert werden kann. Eine solche Vorrichtung ist jedoch kostspielig und begrenzt die Meßgenauigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mangel der bekannten Vorrichtungen weitgehend auszuschalten und eine Einrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, mit wenigen Handgriffen die Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern zu messen.

Diese Aufgabe wird eifmdungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abwälzrolle mittels eines Elektromotors über ein Wechselgetriebe angetrieben wird, an welches ein Drehmelder angeschlossen ist, der über auswechselbare Räder mit dem zweiten Drehmelder verbunden ist. Zu der Abwalzrolle gehört erfindungsgemäß ein Abwälzlineal mit einem Meßkontakt, der die Zahnflanke des zu messenden Rades berührt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die

Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern durch das Messen der Genauigkeit der Übersetzung zwischen der festen Abwalzrolle und der Grundkreislinie des gemessenen Rades vorgenommen, wobei diese Genauigkeit der Genauigkeit der Evolvente

ίο direkt proportional ist.

Der besondere Vorteil der Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern nach der Erfindung liegt in ihrer Einfachheit, Zuverlässigkeit und hohen Genauigkeit. Darüber hinaus

ist die Vorrichtung universal verwendbar obwohl die Abwalzrolle nicht geändert zu werden braucht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in dei Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Schema des mechanischen Teiles der

Meßvorrichtung und

F i g. 2 ein Schema des elektronischen Teiles der Meßvorrichtung.

Im dem mechanischen Teil der Vorrichtung nach

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 Größen verstellt werden kann. Die Abwälzrolle 13 ist drehbar in einem Rahmen des Apparates 1 ge-

lagert und mittels eines Elektromotors 15 mit Hilfe eines Schneckenwechselgetriebes angetrieben, in welchem die Schnecke 3 mit dem Elektromotor 15 und das Schneckenrad 2 mit der Welle der Abwalzrolle 13 verbunden ist. In den Wellen des gemessenen Zahn-

rades 14 und der Abwalzrolle 13 befinden sich zwei Geber 16, 16'. die aus zwei mittels der Elektromotoren 7, 7' rotierenden Scheiben 4, 4' bestehen. Jede Scheibe enthält zwei gleiche Verzahnungen, zu denen zwei feste Aufnahmeköpfe 5, 5' und drehbare Auf-

nahmeköpfe 6, 6' gehören. Auf der Welle der Schnecke 3 befindet sich ein Drehmelder 8, der mit einem anderen Drehmelder 8' mittels eines Hilfsgetriebes verbunden ist, das aus austauschbaren Zahnrädern 17, 18 gebildet ist. Auf der Abwalzrolle 13

wälzt sich ein Lineal 21 ab, auf dem ein Meßkontakt 22 befestigt ist. Der Meßkontakt 22 berührt die Flanke des Zahnes des zu messenden Zahnrades 14. Beim Abwälzen des Lineals 21 verdreht der Meßkontakt 22 das zu messende Zahnrad 14.

In F i g. 2 ist ein Blockschema des elektrischen Teils dargestellt. Dieser Teil besteht aus bekannten elektronischen Zweiphaseneinstellern 9. 9', Phasenmessern 10, 10', einem Spannungsteiler 19, einem Mischer 20. einem Filter 11 und einem Registriergerät 12.

Aus der F i g. 1 ist es ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Meßvorrichtung aus zwei Meßvorrichtungen zum Messen der Genauigkeit von Übersetzungen besteht. Die erste Vorrichtung besteht aus einem

fio Geber 16 und einem Drehmelder 8, die zweite Vorrichtung aus einem Geber 16' und einem Drehmelder 8'. Die Funktion dieser Vorrichtungen ist identisch und für die Meßvorrichtung beschrieben, die aus dem Geber 16 und dem Drehmelder 8 abgebildet ist. Diese

Vorrichtung mißt die Genauigkeit der Übersetzung, die durch die Schnecke 3 und das Schneckenrad gebildet ist.

Bei der stillstehenden Übersetzung 2, 3 wird in den

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

dem Lineal 13, 21 und der I bersetzung zwischen dem Lineal 21 und dem gemessenen Zahnrad 14 gebildet. Die Gesamtgcnauigkeil der übersetzung ist daher

K-,

/ι, ist die Drehzahl der Scheibe 4. Diese Drehzahl ist K-icbig und wird beiläufig /,, 20 U see gewählt. : die Zahl der Zahne eines jeden von beiden Verzahnungen (z. B. c - K)(H) Zahne).

B." Rotation des Schneckenrades 2 mit der Drehzahl A-, wird in dem drehbaren Aufnahmekopf 6 die i-requenz induziert:

-- Zn,

Das Zeichen .ι hängt davon ab. ob sich das Schneckenrad 2 und daher auch tier drehbare Kopf 6 ■ η der Richtung oder gegen die Richtung tier Rotation der Scheibe 4 dreht.

Die Frequenz aus dem testen Aufnahmekopf 5 wird in einen Zweiphaseneinsteller 9 (F i g.2) geführt, wo aus ihr zwei Phasen gebildet werden, die um 90 de·· 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 w ird.

Bei der rotierenden Übersetzung und daher auch in dem Drehmelders wird durch die Drehzahl /t, in dem Rotor die Frequenz, induziert:

Das Zeichen ± hängt davon ab. ob sich tier Rotor des Drehmelders 8 in der Richtung oder gegen die Richtung aer Rotation des elektromagnetischen Feldes des Stators dreht.

I nter der Bedingung, daß die Ühersetzungsgröße /wischen dem Drehmelder 8 und dem Schneckenrad 2 der Zahl der Zähne der »Scheibe 4 gleicht, gilt: k_t _

i.-i.ji ' ji-ii ·

Die Genauigkeit der Übersetzung /wischen dem Lineal 21 und dem gemessenen Rad 14 ist durch die Genauigkeit der Evolvente des gemessenen Rades ίο gegeben

'ji.ii '■·

Wenn das Hillsgetriebe der auswechselbaren Zahnräder 17, 18 dem Verhältnis des Durchmessers der Abwälzrolle 13 und dem Durchmesser der Grundkreisliliie des gemessenen Zahnrades 14 gleicht.

lh

ist i'.j G;,iße der Übersetzung /wischen dem ί;ι«.ί. m \Lt S' und dem Geber 16' dieselbe wie die Größe di t Ivrsetzung zwischen dem Drehmelder 8 und di. mi (jeher 16 (zur genauen Erfüllung dieser Bedin- y ,ng benutzt man in der Praxis vier oder sechs ausi.iuschbare Räder). Wenn die Angaben tier beiden "^leitvorrichtungen im Mischer 10 subtrahiert weilen, wird die Ungleichförmigkeit der Schneckenäberselzuns; 2, 3 eliminiert. Die Ungleichlörniigkeit ties Hillsgetriebes der Zahnräder 17. 18 kann vernachlässigt werden, denn diese Ungleichförmigkeit w.rd durch die Größe der Schneckenübersetzung 2. 3 geteilt. .Auch die Ingenauigkeit der übersetzung .■wischen tier Abwälzrolle 13 und dem Lineal 21

·*⁵ kann vernachlässigt weiden. Nach dem Subtrahieren bleibt daher nur die Ingenauigkeit tier übersetzung /wischen dem Lineal 21 bzw. dem Meßkontakt 22 uülI dem gemessenen Zahnrad 14 übrig, die durch ük Ungenauigkeit der Evolvente des gemessenen Rades 14 gegeben ist.

Γ. ,1S¹

2,3 ^f
13.21 '

13.21 '
21,14

21,14 2,3 21.14 <·.

/,' -= ch₄**_h = z n.t:.k .,-■=■■

Im Falle, daß die gemessene Übersetzung " ideal.

d.h. absolut genau ist. gilt die Gleichung /.' -/„' vollkommen für augenblickliche und mittlere Werte tier Frequenzen /.', /₍. ·. Wenn tliese Übersetzung ungenau ist, schwanken die Werte dieser Frequenzen. Dieses Schwanken verursacht die Phasenänderungen zwischen diesen Frequenzen, die der Ungleichförmigkeil der gemessenen Übersetzung proportional sind.

Die beschriebene Vorrichtung, die aus dem Geber 16 und dem Drehmelder 8 gebildet ist, mißt die Genauigkeit der Schneckenübersetzung ?., 3 I., _;l.

Die zweite identische Wellvorrichtung, die aus dem Geber 16' und dem Drehmelder 8' gebildet ist. mißt die Gesamtgenauigkeit der Übersetzung zwischen dem Drehmelder 8' und dem Geber 16'. Diese Übersetzung wird aus dem Getriebe der austauschbaren Zahnräder 17. 18. tier Schneckenübersetzung 2. 3, der Übersetzung zwischen der Abwälziollc und Zum richtigen Eliminieren des Einflusses der Ungleichförmigkeit der Schneckenübersetzung 2, 3 ist es nötig, die Empfindlichkeiten der beiden MeIlvorriehtungen im Verhältnis der Übersetzung /), /). einzustellen. Das wirtl mittels eines Spannungsteilers

5» 19 ausgeführt, durch welchen im Verhältnis der Übersetzung l)_k IK die Empfindlichkeit ties Phasenmessers 10 im Vergleich zu der Empfindlichkeit des Phasenmessers 10' verringert wird. Die Differenzvverte, die der Genauigkeit der Evolvente des gemessenen Rades 14 entsprechen, werden nach Beseitigung tier höheren harmonischen Komponenten mittels des Filters 11 durch einen 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 Nietvorrichtung zum Mes-

<>5 sen nur durch die Einstellung der zugehörigen austauschbaren Zahnräder vorbereitet zu werden braucht.

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Messen der Genauigkeit der Evolvente von Zahnrädern mit einer angetriebenen Abwälzrolle, unter Verwendung von zwei Gebern mit rotierenden Scheiben mit Verzahnungen, zu denen feste und drehbare Aufnahmeköpfe gehören, diese Geber mit dem zu messenden Zahnrad und der Abwalzrolle verbunden sind, und von zwei Drehmeldern, wobei die der Genauigkeit der Evolvente proportionale Genauigkeit der Übersetzung zwischen der Abwälzrolie und dem G.'undkreis des zu messenden Zahnrades gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwalzrolle (13) mittels eines Elektromotors (15) über ein Wechselgetriebe (2, 3) angetrieben wird, an welches ein Drehmelder (8) angeschlossen ist, der über auswechselbare Räder (17, 18) mit dem zweiten Drehmelder (8) verbunden ist und zu der Abwalzrolle (13) ein Abwälzlineal (21) mit einem Meßkontakt (22) gehör«, der die Zahnflanke des /u messenden Rades (14) berührt.