DE2727894C2 - Verfahren zum Herstellen der Verzahnung der Schnecke und des Schneckenrades eines Globoidschneckengetriebes - Google Patents

Verfahren zum Herstellen der Verzahnung der Schnecke und des Schneckenrades eines Globoidschneckengetriebes

Info

Publication number
DE2727894C2
DE2727894C2 DE2727894A DE2727894A DE2727894C2 DE 2727894 C2 DE2727894 C2 DE 2727894C2 DE 2727894 A DE2727894 A DE 2727894A DE 2727894 A DE2727894 A DE 2727894A DE 2727894 C2 DE2727894 C2 DE 2727894C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
worm
axis
machining
worm wheel
machining tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2727894A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2727894A1 (de
Inventor
Minoru Sendai Maki
Takao Izumi Sakai
Hisashi Nagaoka Tamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE2727894A1 publication Critical patent/DE2727894A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2727894C2 publication Critical patent/DE2727894C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F13/00—Making worms by methods essentially requiring the use of machines of the gear-cutting type
    • B23F13/06—Making worms of globoidal shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/10—Gear cutting
    • Y10T409/101431—Gear tooth shape generating
    • Y10T409/10159—Hobbing
    • Y10T409/101749—Process

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

dadurch gekennzeichnet, daß als Bearbeitungsfläche des ersten Bearbeitungswerkzeugs eine konische Fläche verwendet wird, deren halber Scheitelwinkel γ im Bereich 0°^ y< 90° liegt, und daß deren Hauptachse (O4-O5) in bezug auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse (111) des Bearbeitungswerkzeugs unter einem Winkel δ geneigt gehalten wird, der im Bereich -60°<<5<60° liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines rechtsdrehenden kartesischen Koordinatensystems O3-.V3 y3 ϊ3, in welchem die z3-Achse mit der Drehachse (III) des Bearbeitungswerkzeugs und der Nullpunkt 0, mit dem Schnittpunkt der Drehachse (III) mit der gemeinsamen Senkrechten zwischen den Achsen der Schnecke und des Schneckenrads zusammenfällt, die Hauptachse der konischen Bearbeitungsfläche in eine Ebene
y3=b; mit —e<b<e
fiO
gelegt wird und durch einen Punkt
.V3=Cy3=O1Z3 = CmU -Rc<c<Rc,
wobei R1. der Grundkreisradius des Kegels der konischen Bearbeitungsfläche ist, geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel « der Neigung der Drehachse (111) des ersten Bearbeitungswerkzeugs in den Bereich - 50° < α < 50° gelegt wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen der Verzahnung der Schnecke und des Schneckenrades eines Globoidschneckengetriebes mit im Abstand »e« rechtwinklig zur Schneckenradachse verlaufender Schneckenachse durch werksloffabtragende, insbesondere spanabhebende Bearbeitung, bei dem in einem ersten Bearbeitungsschritt die Bearbeitung der Schnecke aus einem sich mit einer Winkelgeschwindigkeit ω, um die Schneckenachse drehenden Schneckenrohling mittels eines ersten, mit einer Bearbeitungsfläche ausgestatteten Bearbeitungswerkzeugs vorgesehen ist, das mit einer Winkelgeschwindigkeit ω3 um eine Drehachse (III) gedreht und dabei auf ihr mit einer Translationsgeschwindigkeit ω3 entlangbewegt werden kann, wobei die Drehachse (III) des ersten Bearbeitungswerkzeugs in bezug auf die Achse (II) des Schneckenrades unter einem Neigungswinkel α verläuft und im rechten Winkel auf eine gemeinsame Senkrechte zwischen den Achsen der Schnecke und des Schneckenrades an einer Stelle trifft, die von der Achse (I) der Schnecke einen Abstand e, hat und wobei als ein zweiter Bearbeitungsschritt die Bearbeitung des Schneckenrades aus einem sich mit der Winkelgeschwindigkeit tu2 um die Schneckenradachse drehenden Schneckenradrohlings mittels eines zweiten Bearbeitungswerkzeugs vorgesehen ist, das eine Bearbeitungsfläche aufweist, die der Zahnoberfläche der in dem ersten Bearbeitungsschritt hergestellten Schnecke entspricht und um seine eigene, mit der Achse (I) der Schnecke koinzidierende Achse mit einer Winkelgeschwindigkeit ω, gedreht werden kann, wobei die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
= e cos" α sin α
j = / cos α — sin α-cos α
h = ω3/ω3 = = W J(J)3.
mit / = (I)JW2J
Es ist bereits ein Verfahren der eingangs erläuterten Art bekannt, bei welchem ein erstes Bearbeitungswerkzeug mit einer ebenen Bearbeitungsfläche verwendet wird, wobei die ebene Bearbeitungsfläche sich in einem bestimmten konkreten Abstand a von der Drehachse des ersten Bearbeitungswerkzeugs befindet. Dieses bekannte Verfahren beruht auf einer »Basiselement-Verzahnungstheorie«, über die von Sakai in »Kikai Gakkai Ronbun« (Journal of Japan Society of Mechanical Engineers), 1955, Band21, Nr. 102, Seite 164, berichtet wurde und auf der sogenannten »Sekundärwirkungstheorie«, über die von Sakai und Maki in der vorgenannten Zeitschrift, 1972, Band 38, Nr. 311, Seite 895 berichtet wurde. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein »indirektes« Verzahnungsverfahren, weil bei der Herstellung einer Schnecke und eines damit kämmenden Schneckenrades eines Globoidschneckengetriebes als Bearbeitungswerkzeug ein Zwischenglied verwendet wird, dessen Bearbeitungsfläche weder mit der herzustellenden Zahnfläche
der Schnecke noch mit der herzustellenden Zahnfläche des Schneckenrades übereinstimmt Bei dem bekannten Verfahren ist Bearbeitungsfläche als ebene Fläche ausgebildet und wird relativ zu der zu bearbeitendem Schnecke auf einer durch die Basiselementtheorie und die Sekundärwirkungstheorie bestimmten Bewegungsbahn geführt. Unabhängig davon ist bei Verwendung eines indirekten Herstellungsverfahrens, d.h. bei Verwendung eines Zwischenglieds als Bearbeitungswerkzeug, das als sowohl mit der Schnecke als auch dem Schneckenrad kammendes Getrieberad gedacht werden kann, im Betrieb eines auf diese Weise hergestellten Globoidschneckengetriebes die Zahnfläche der Schnecke und die Zahnfläche des Schneckenrades miteinander entlang einer einzigen Linie in Kontakt, welche die gleiche ist, wie eine Beruhrungslinie zwischen Schnecke und dem Zwischenglied (Zwischengetrieberad) und »erste Berührungslinie« genannt werden kann. Es ist bekannt, daß die in gegenseitigen Kontakt entlang der »ersten Berührungi'inie« kommenden Abschnitte der Zahnflächen der Schnecke und des Schneckenrades konvexe Flächen sind, so daß eine Abnutzung der Zahnflächen dadurch beschleunigt werden kann. Bei dem eingangs erläuterten bekannten Verfahren, das ein indirektes Verzahnungsverfahren ist, sind sowohl die Basiselementtheorie als auch die Sekundär-Wirkungstheorie berücksichtigt. Wenn bei dem bekannten Verfahren eine Schnecke mit Hilfe eines Zwischenglieds oder Bearbeitungswerkzeugs mit ebener Bearbeitungsfläche, das in durch die vorgenannten Theorien bestimmter Bewegungsbahn geführt ist, hergestellt ist und danach ein Schneckenrad mit Hilfe eines aus einer so hergestellten Schnecke gebildeten Werkzeugs hergestellt ist, dann kommt die Zahnfläche der Schnecke nicht nur entlang der »ersten Berührungslinie« in Berührung mit der Zahnfläche des Schneckenrades, sondern auch entlang einer weiteren Linie, die »zweite Berührungslinie« genannt werden kann. Die Abschnitte der Zahnflächen der Schnecke und des'Schneckenrades, die entlang der »zweiten Berührungslinie« im gegenseitigen Kontakt kommen, sind eine konvexe Fläche und eine konkave Fläche, so daß eine Abnutzung der Zahnflächen gegenüber dem Kontakt zweier konvexer Flächen stark reduziert werden kann. In der Praxis ist es wichtig, daß die Bereiche der Zahnflächen in der Schnecke und im Schneckenrad, die entlang der »sekundären Berührungslinie« miteinander in Berührung kommen, groß sind im Vergleich zu den Bereichen der anderen Zahnflächenabschnitte, die entlang der »ersten Berührungslinie« miteinander in Berührung kommen. Die Bereiche solcher Zahnflächenabschnitte sind aus der Lage einer sogenannten »Grenznormalenpunktkurve« relativ zur Schneckenachse erkennbar. Die »Grenznormalenpunktkurve« kann als geometrischer Ort der Schnittpunkte zwischen den ersten Berührungslinien und den sekundären Berührungslinien definiert werden, wobei jeder solche Schnittpunkt als »Grenznormalenpunkt« bezeichnet wird. An jedem solchen Grenznormalenpunkt wird der relative Krümmungsradius der Zahnflächenabschnitte der Schnecke und des Schneckenrades, die in gegenseitigem Kontakt stehen, unendlich groß (oo), d.h., die Zahnflächen beruhren sich gegenseitig so, daß ihre Abnutzung ein Minimum ist. Die »Grenznormalenpunktkurve« ist somit eine Grenzkurve zwischen einem Zahnflächenabschnitt mit günstigen Berührungsverhältnissen resultierend in geringer Abnutzung, der »wirksamer Zahnflächenabschnitt« genannt werden kann, und einem anderen Zahnflächenabschnitt mit ungünstigen Berührungsverhältnissen resultierend in starker Abnutzung, der »unwirksamer Zahnflächenabschnitt« genannt werden kann. Der günstige effektive Zahnflächenabschnitt wird um so größer, je näher die Lage der Grenznormalenpunktkurve zu der Schneckenachse hin gebracht werden kann. Bei dem eingangs erläuterten bekannten Verfahren mit einem Basiselement mit ebener Bearbeitungsfläche zur Bearbeitung der Schnecke ist die Verlagerung der Grenznormalenpunktkurve in die Nähe der Schneckenachse durch Auswahl der Neigung der Achse des Bearbeitungswerkzeugs und des Abstands der Achse des Bearbeitungswerkzeugs von der Bearbeitungsfläche möglich, doch hat es sich in der Praxis als sehr schwierig erwiesen, mit diesem bekannten Verfahren zufriedenstellende Resultate bei bestimmten Paarungen von Globoidschnecke und Globoidschneckenrad wegen der auf zwei beschränkten Zahl der veränderten Parameter zu erhalten. Optimale Schmiegungsverhältnisse zwischen Schnecke und Schneckenrad lassen sich bei dem eingangs erläuterten bekannten Verfahren nicht in jedem Fall, und insbesondere nicht bei kleinen Übersetzungsverhältnissen, erreichen.
Aus der DE-OS 19 63 693 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Globoidschneckengetrieben bekannt, bei welchem ein als stumpfkegeliges Schleifrad mit einem Kegel· winkel von nahe 180°, das als »scheibenförmiges Werkzeug« bezeichnet ist, ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug entlang einer bestimmten Bewegungsbahn relativ zum bearbeitenden Rohling geführt ist. Die Bewegungsbahn und Orientierung des Bearbeitungswerkzeugs ist dabei so, als ob das Bearbeitungswerkzeug ein Teil der Zahnfläche des Gegenrades der herzustellenden Schnecke bzw. ein Teil der Gegenschnecke des herzustellenden Schneckenrades wäre. Bei diesem bekannten Verfahren handelt es sich somit um eine spezielle Ausgestaltung eines sogenannten direkten Bearbeitungsverfahrens, bei dem eine als Bearbeitungswerkzeug ausgebildete Schnecke oder ein als Bearbeitungswerkzeug ausgebildetes Schneckenrad zur Bearbeitung des jeweiligen Schneckenrads bzw. der jeweiligen Schnecke direkt eingesetzt werden. Das als Bearbeitungswerkzeug verwendete konische Schleifrad ist so angeordnet und geführt, daß wenigstens ein Punkt seiner Bearbeitungsfläche in Berührung mit der theoretischenZahnfläche der zu bearbeitenden Schnecke bzw. des zu bearbeitenden Schneckenrades gebracht ist. Das konische Schleifrad wird bei diesem bekannten Verfahren bewegt als ob die zu erzeugende Schneckenzahnfläche oder Schneckenradzahnfläche in einem Art Kopierschleifverfahren hergestellt würde. Der Konuswinkel des kegeligen Bearbeitungswerkzeugs ist bei diesem bekannten Verfahren ohne Bedeutung. Es kommt nur darauf an, daß das sich drehende Bearbeitungswerkzeug mit einer Bearbeitungslinie (Kegelmantellinie) in Bearbeitungskontakt mit dem zu bearbeitenden Rohling kommt und diese Kegelmantellinie entlang der zu erzeugenden Zahnflanke verläuft. In welcher Richtung die Achse des stumpfkegeligen Werkzeugs verläuft und wie groß der Kegelwinkel ist, ist demgegenüber irrelevant. Das bekannte Verfahren ist in seiner Ausführung sehr kompliziert. Eine Anpassung an unterschiedliche Getriebeverhältnisse ist nur mit sehr großem Aufwand möglich. Zur Herstellung von Globoidschneckengetrieben mit günstigen Schmiegungsverhältnissen zwischen Schnecke und Schneckenrad über optimal große Bereiche der in Berührung kommenden Zahnflächen ist dieses bekannte Herstellungsverfahren nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erläuterten Art zu schaffen, welches auf
einfache Weise eine Herstellung von Globoidschneckengetrieben von beliebigen Übersetzungsverhältnissen, bei denen günstige, die Abnutzung gering haltende Schmiegungsverhältnisse über möglichst große Bereiche der in Berührung kommenden Zahnflächen von Schnecke und Schneckenrad gegeben sind, gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Bearbeitungsfläche des ersten Bearbeitungswerkzeugs eine konische Fläche verwendet wird, deren halber Scheitelwinkel γ im Bereich 0ogyg90° liegt, und daß deren Hauptachse in bezug auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs unter einem Winkel δ geneigt gehalten wird, der im Bereich — 60° £δ ^60° liegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik wesentliche Vorteile. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein kegeliges Bearbeitungswerkzeug verwendet. Dieses wird aber nicht wie bei einem direkten Bearbeitungsverfahren relativ zu dem zu bearbeitenden Rohling so bewegt, als ob eine Kegellinie des Bearbeitungswerkzeugs ein Teil der Zahnflanke des Gegenrads des zu bearbeiteten Rohlings wäre, sondern die Bearbeitungsfläche des konischen Bearbeitungswerkzeugs wird als Basiselement und Zwischenglied aufgefaßt und in einer durch die Basiselementtheorie und die Sekundärwirkungstheorie vorgegebenen Bewegungsbahn geführt. Hier liegt ein prinzipieller Unterschied zu direklen Bearbeitungsverfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein indirektes Bearbeitungsverfahren, bei dem jedoch im Vergleich zu dem bekannten indirekten Bearbeitungsverfahren der eingangs erläuterten Art neben den Parametern des Abstandes α der Bearbeitungsfläche von der Drehachse des Bearbeilungswerkzeugs und dem Neigungswinkel der Achse des Bearbeitungswerkszeugs relativ zur Schneckenachse noch vier weitere unabhängig voneinander variable Parameter zur Verfugung stehen, nämlich der Neigungswinkel <5, der Achse des kegeligen Bearbeitungswerkzeugs, der halbe Scheitelwinkel·/ des kegeligen Bearbeitungswerkzeugs, sowie die Koordinaten b und c, die die Lage des Basismittelpunkts des kegeligen Bearbeitungswerkzeugs in einem auf die Drehachse des Bearbeitungswerkzeugs als 2-Achse bezogenen kartesischen Koordinatensystems festlegen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es daher möglich, durch geeignete Auswahl und Anpassung von sechs variablen Parametern für jede spezifische Getriebesituation (z. B. Abstand der Achse von Schnecke und Schneckenrad, Übersetzungsverhältnis) optimale Schmiegungsverhältnisse über möglichst große Bereiche der in Berührung kommenden Zahnflächen von Schnecke und Schneckenrad zu erreichen. Dai Verfahren isi wegen der einfachen Bewegungsverhältnisse beim Bearbeitungswerkzeug (Drehbewegung und translatorische Bewegung) mit einfachen Mitteln durchführbar. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die »Grenznormalenpunktkurve« in die Nähe der Schneckenachse zu bringen, so daß die wirksamen Zahnflächenabschnitte sehr groß werden und die Zahl der gleichzeitig in Eingriff befindlichen Zähne gegenüber bisher herstellbaren Getrieben vergrößert ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das bei Bearbeitungsverfahren des Standes der Technik gegebene Problem des Hinterschnitts durch unwirksame Zahnabschnitte eliminiert. Bei bisher bekannten Verfahren ist es erforderlich, durch vorbereitende Bearbeitung solche Abschnitte zunächst zu entfernen, die einem Hinterschnitt durch unwirksame Zahnflächen unterworfen sind. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es einfach möglich, die Berührungslinie so zu legen, daß sie senkrecht zur Gleitrichtung der Zahnfläche verläuft, wodurch die Getriebeeigenschaften weiter verbessert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Globoidschneckengetrieben mit optimalen Schmiegungsverhältnissen und hoher Belastbarkeit auch für sehr niedrige Übersetzungsverhältnisse.
Mit Vorteil ist das Verfahren gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß bei Verwendung eines rechtsdrehenden kartesischen Koordinatensystems O3-.v3 y3 z3, in welchem die Zj-Achse mit der Drehachse (III) des Bearbeitungswerkzeugs und der Nullpunkt 0, mit dem Schnittpunkt der Drehachse (III) mit der gemeinsamen Senkrechten zwischen den Achsen der Schnecke und des Schneckenrades zusammenfällt, die Hauptachse der konischen Bearbeitungsfläche in eine Ebene
y3 — b; mit —e<b<e
gelegt wird und durch einen Punkt
X3 = O, y3=b, Z3 = C mit -R,.<c<Rc,
wobei Rc der Grundkreisradius des Kegels der konischen Bearbeitungsfläche ist, geführt wird.
Eine solche Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens macht eine Durchführung mit besonders einfachen konstruktiven Mitteln und mit besonders übersichtlicher Einstellbarkeit und Anpaßbarkeit an bestimmte Getriebeverhältnisse möglich.
Eine für die Durchführung vorteilhafte, für die Herstellung von Getrieben in einem weiten Dimensionierungsbereich ausreichende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch dadurch gegeben, daß der Neigungswinkel α der Neigung der Drehachse (III) des ersten Bearbeitungswerkzeugs in den Bereich - 50° ^a g 50° gelegt wird.
Eine besonders einfache und wirtschaftliche Fertigung von Globoidschneckengetrieben gewährleistende Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gegeben, daß zur gleichzeitigenHerstellung von sich gegenüberliegenden Zahnflächen einer Schnecke ein erstes Bearbeitungswerkzeug mit einem Paar konischer Bearbeitungsflächen verwendet wird, welche den gleichen halben Scheitelwinkel y und die gleiche Höhe aufweisen und koaxial mit ihren Grundflächen aufeinander angeordnet sind.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
F i g. 1 den Zusammenhang zwischen den Achsen einer Schnecke, eines Schneckenrades und eines Zwischenelements bei der Herstellung von Globoidschneckengetrieben nach dem eingangs erläuterten bekannten Verfahren,
F i g. 2 den Zusammenhang zwischen den Achsen einer Schnecke, eines Schneckenrades und eines Zwischenelements bei der Herstellung von Globoidschneckengetrieben nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht der geometrischen Beziehungen zwischen der Bearbeitungsfläche und der Drehachse eines bei dem erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Zwischenelements mit konischer Bearbeitungsfläche,
Fig. 4 eine Ansicht eines Ausführrngsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der das Bearbeitungswerkzeug eine Bearbeitungsfläche aufweist, deren halber Scheitelwinkel an 90° angenähert sit,
Fig. 5 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Parameter α=0 und c = 0 gewählt sind,
Fig. 6 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 4 in einer um 90° versetzten Blickrichtung entsprechend dem Pfeil VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine Darstellung der Berührungslinie und der Grenznormalpunktkurve auf den Zahnflanken einer Schnecke und eines Schneckenrades eines nach dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Verfahren hergestellten Globoidschneckengetriebes,
Fig. 8 eine Darstellung der Berührungslinie und der Grenznormalpunktkurve auf den Zahnflanken einer ι ο Schnecke und eines Schneckenrades eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Globoidschneckengetriebes mit den Parametern y = 70°, c=0 und ot^O, und
Fig. 9 eine Darstellung der Berührungslinie und der Grenznormalpunktkurve auf den Zahnflanken einer Schnecke und eines Schneckenrades eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Globoidschneckengetriebes mit den Parametern γ = 70°, c=0 und a=0.
Fig. 1 bezieht sich auf das eingangs erläuterte Verfahren des Standes der Technik. Dieses bekannte Verfahren zur Herstellung von Globoidschneckengetrieben wird im folgenden zum besseren Verständnis der Erfindung erläutert, und insbesondere, um die bei dem bekannten 2$ Verfahren gegebenen Probleme deutlich und spezifisch herauszustellen.
In Fig. 1 bedeutet I die Achse einer Schnecke, II die Achse eines Schneckenrades und III die Achse eines Zwischengliedes bei der Herstellung von Globoid-Schneckengetrieben, nach der Basiselement-Verzahnungstheorie und der Sekundarwirkungstheorie. In dem kartesischen Koordinatensystem 0-.vrr entspricht die .Y-Achse der Achse I, die.v-Achse der senkrechten Verbindungslinie O1O2 zwischen den Achsen I und II und die z- 3s Achse der Achse II. Die Achse III schneidet unter rechtem Winkel die Verbindungslinie O1O2 an der Stelle O3 und steht unter einem Winkel α zur Achse II. (Die Punkte O1 und O2 sind die Schnittpunkte der Strecke O102 mit den Achsen I und II.) Nach der Basiselement-Verzah- « nungstheorie müssen die folgenden drei Bedingungen oder Gleichungen erfüllt sein.
e, =e-cos α
j =/-cosa — sin α
A =co3/cu3 = e-sin α-cos a
(D (2) (3)
so
Darin bedeuten ω,, ω2, ω3 die Winkelgeschwindigkeiten der Achsen I, II bzw. III, ω3 die Translationsgeschwindigkeit längs der Achse III;
ι =ω1/ω2
j =coj/co3
Α=ω3/ω3
h ist die Steigung
e der Abstand zwischen O1 und O2
e, der Abstand zwischen O1 und O3.
Die Zahnfläche eines Zahnradschneidewerkzeugs irgendeiner geeigneten Konfiguration wird an der Achse III befestigt, um einen Schneckenrohling auf der Achse I zu bearbeiten und einen Radrohling auf der Achse II zu bearbeiten. Die Beriihrungslinie zwischen der Schnecke und dem Schneckenrad fallt daher mit der Berührungslinie zwischen dem Zwischenglied und der Schnecke zusammen. Diese zusammenfallende BerQhrungslinie wird als »erste Berührungslinie« bezeichnet, und das vorgenannte Verfahren zum Herstellen von Schneckengetrieben hat die Bezeichnung »indirektes Herstellungsverfahren«.
Wenn a=0 ist, fällt die Achse III mit der Achse II zusammen, und bei α=90° geht die Achse III in die Achsel über, so daß das Zwischenrad nicht mehr in Betrachtung gezogen werden kann. Daher wird das Herstellungsverfahren mit Ot=O oder 90° als sog. »direktes Herstellungsverfahren« bezeichnet. Nach der »Sekundärwirkungstheorie« berühren sich, wenn das Schneckenrad direkt durch eine Herstellungswerkzeug geschaffen wird, das ganz oder teilweise hinsichtlich seiner Konfiguration mit einer durch ein Zwischenglied gefertigten Schnecke übereinstimmt, wobei die vorgenannten Gleichungen (1), (2) und (3) erfüllt sind, die Schnecke und das Rad längs einer weiteren Berührungslinie (der sog. »zweiten Berührungslinie«) zusätzlich zur ersten Berührungslinie. Ferner wird bei einem Punkt, bei dem die Schnecke und das Rad sich nur einmal berühren (der sog. »Grenznormalpunkt«), der relative Krümmungsradius unendlich (00). In der Praxis liegt die Kurve (als Grenznormalpunktkurve bezeichnet), bei der der relative Krümmungsradius unendlich wird, vorzugsweise in der Berührungszone zwischen Schnecke und Rad. so daß das Problem auftritt, wie das Zahnprofil des Zwischengliedes zu bestimmen ist.
Bei dem bekannten, eingangs erläuterten Verfahren zum Herstellen von Globoidschneckengetrieben ist die Zahnfläche des Zwischengliedes eine Ebene/! (vgl. Fig. 1), die parallel zu der Zwischenradachse III und von dieser um einen Abstand α entfernt liegt. Das Vorsehen dieser Ebene hat den Vorteil, daß die Translation der Achse III weggelassen werden kann. Ferner kann die »Grenznormalpunktkurve« in die Berührungszone gelegt werden, so daß sich Hochleistungsschneckengetriebe herstellen lassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Hersteilen von Globoidschneckengetrieben basiert auf der »Basiselement-Verzahnungstheorie« und »Sekundärwirkungstheorie«, so daß die drei im Patentanspruch 1 genannten Bedingungen oder Gleichungen in gleicher Weise erfüllt sein müssen. Des weiteren beruht das wesentliche Merkmal der Erfindung in der Tatsache, daß die Bearbeitungsfläche eines Bearbeitungszwischengliedes eine konische Fläche ist.
Wie Fig. 2 zeigt, besteht die Bearbeitungsfläche des Zwischengliedes aus einer konischen FlächeS. Fig. 3 zeigt die Lagebeziehung zwischen der Achse des Zwischengliedes und dessen Bearbeitungsfläche. Die konische Fläche £ hat einen halben Scheitelwinkel ν und die Hauptachse O4O5 (O4 ist die Konusspitze). Die z3-Achse des kartesischen Koordinatensystems O3-X3J3Z3 fällt mit der Achse II des Zwischenrades zusammen. Die Hauptachse O4O5 liegt in der Ebene (y=b) und ist unter einem Winkel δ gegenüber der Ebene x3y3 (z=0) geneigt. Daher ist der Punkt O5 der Schnittpunkt zwischen der Hauptachse O4O5 und der Ebene ^3Z3 (x=0) und hat die Koordinaten (0, b, — c). Die Strecke O4O5= α.
Die Bearbeitungsfläche (konische Fläche ß) des Zwischengliedes wird in der Praxis durch eine Schleiffläche oder ein Fräswerkzeug gebildet; in den nachfolgend beschriebenen Bespielen wird jedoch auf das Schleifen Bezug genommen.
Bei dem ersten in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist ein Bearbeitungswerkzeug angebracht, dessen Bearbeitungsfläche eben ist und somit, wenn sie als konische Fläche angesehen wird, den halben Scheitelwinkel y=90° aufweist und einen Grenzfall darstellt.
Beim zweiten in Fig. S und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung ties erfin-
dungsgemäßen Verfahrens ist c = 0 und a = O. Da c = 0, fallen die Hauptachsen der beiden konischen Flächen B1 und B2 zusammen, so daß sowohl die rechte als auch linke Zahnfläche einer Schnecke gleichzeitig gefertigt werden können. Da weiter α=0 ist, fallen die Achsen des Zwischengliedes und Schneckenrades aufeinander.
Nachfolgend werden nach dem bekannten bzw. nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Globoidschneckengetriebe in einigen wichtigen Merkmalen miteinander verglichen.
Das bekannte Verfahren hat zwei unabhängig veränderbare Parameter (z.B. α und α), während das erfindungsgemäße Verfahren sechs unabhängig variable Parameter (z. B. α, δ, γ, β, b und c) besitzt. Bei dem bekannten Verfahren war insbesondere die Auslegung von Schneckengetrieben mit geringem Übersetzungsverhältnis schwierig, während durch die Erfindung die Auslegungsmöglichkeiten wesentlich verbessert werden. Insbesondere kann die Grenznormalpunktkurve sich in geeigneter Weise der Achse der Schnecke nähern und kann der »unwirksame Zahnflächenbereich« verringert werden. (Der Ausdruck »unwirksamer Zahnflächenbereich« bezieht sich auf einen Bereich, der durch die »Grenznormalpunktkurve« und die Achse von einer Schnecke an der Zahnfläche der Schnecke begrenzt ist. Der »unwirksame Zahnflächenbereich« führt zu einem Unterschnitt, so daß der Bereich vorzugsweise vor der Zahnfertigung entfernt wird. Daher wird dieser Bereich als »unwirksam« bezeichnet.)
In Fig. 7 sind die unwirksamen Zahnflächenbereiche bei der Schnecke und dem Schneckenrad eines nach dem bekannten, eingangs erläuterten Verfahren mit einem Bearbeitungswerkzeug mit ebener Bearbeitungsfläche hergestellten Globoidschneckengetriebes dargestellt.
Vom Standpunkt der maschinellen Bearbeitung ist es bei dem bekannten Verfahren nicht möglich, gleichzeitig
10
sowohl die rechte als auch linke Zahnfläche von einer Schnecke mit einem Werkzeug zu bearbeiten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch so ausgestaltet sein, daß bei geeigneter Anordnung zwei entgegengesetzt gerichtete konische Bearbeitungsflächen gleichzeitig zum Einsatz kommen. Bei Einhaltung der Bedingung c = 0 fallen die Hauptachsen von zwei konischen Flächen eines Werkzeugs aufeinander, so daß sich sowohl die rechte als auch linke Zahnfläche gleichzeitig mit einem einzigen
Zahnfertigungswerkzeug (vgl. Fig. 5 und 6) herstellen lassen. Des weiteren ist der Auslegungsspielraum bei dem erfindungsgemäßen Verfahren größer als bei dem bekannten Verfahren, so daß die jeweils gewünschte Linienberührung und Grenznormalpunktkurve erhalten werden können.
Dies wird näher im Detail anhand von Fig. 9 und 10 erläutert, in denen die wirksamen und unwirksamen Zahnflächenbereiche von erfindungsgemäß hergestellten Schnecken-Schneckenrad-Paarungen dargestellt
sind. In Fig. 9 ist oc^O, c=0 und y = 70°, während in Fig. 10 Ot=O, c = 0 und y = 70° sind. Die maschinelle Bearbeitung kann in der Praxis auf vorteilhafte Weise manchmal durch Unterdrückung von zwei Parametern (α = 0. c= 01 weiter vereinfacht werden, wobei dann vier unabhängig variable Parameter (ζ. B. δ, y, α und b) nach wie vor verfügbar sind, so daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein größerer Spielraum als bei dem bekannten Verfahren vorliegt.
Zusammengefaßt erlaubt das erfindungsgemäße Ver-
fahren zur Herstellung von Globoidschneckengetrieben eine freiere Auslegungsmöglichkeit und werkstoffabtragende Bearbeitung derselben als bei den bekannten Verfahren. Das erfindungsgemäße Verfahren erweist sich insbesondere bei der Auslegung und Bearbeitung von
Schneckengetrieben für niedriges Übersetzungsverhältnis als vorteilhaft.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zum Herstellen der Verzahnung der Schnecke und des Schneckenrades eines Globoid-Schneckengetriebes mit im Abstand »e« rechtwinklig zur Schneckenradachse verlaufender Schneckenachse, durch werkstoffabtragende, insbesondere spanabhebende Bearbeitung, bei dem in einem ersten Bearbeitungsschritt die Bearbeitung der Schnecke aus einem sich mit einer Winkelgeschwindigkeit ω, um die Schneckenachse drehenden Schneckenrohling mittels eines ersten, mit einer Bearbeitungsfläche ausgestatteten Bearbeitungswerkzeugs vorgesehen ist, das mit einer Winkelgeschwindigkeit co3 um eine Drehachse (III) gedreht und dabei auf ihr mit einer Translationsgeschwindigkeit W3 entlang bewegt werden kann, wobei-die Drehachse (III) des ersten Bearbeitungswerkzeugs in bezug auf die Achse (II) des Schneckenrades unter einem Neigungswinkel α verläuft und im rechten Winkel auf eine gemeinsame Senkrechte zwischen den Achsen der Schnecke und des Schneckenrads an einer Stelle trifft, die von der Achse (I) der Schnecke einen Abstand (e,) hat und wobei als ein zweiter Fertigungsschritt die Herstellung des Schneckenrads aus einem sich mit der Winkelgeschwindigkeit (ω2) um die Schneckenradachse drehenden Schneckenradrohlings mittels eines zweiten Bearbeitungswerkzeugs vorgesehen ist, das eine Bearbeitungsfläche aufweist, die der Zahnoberfläche der in dem ersten Fertigungsschritt hergestellten Schnecke entspricht und um seine eigene, mit der Achse (I) der Schnecke coinzidierende Achse mit einer Winkelgeschwindigkeit (ω,) gedreht werden kann, wobei die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
    <?i = e cos - p. • cos α j = i cos α —sin α /ω3 h = (J)3I(J) 3 = sin α mit / = O)Jw 2.7 = «·',
    4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Herstellung von sich gegenüberliegenden Zahnflächen einer Schnecke ein erstes Bearbeitungswerkzeug mit einem Paar konischer Bearbeitungsilächen verwendet wird, welche den gleichen halben Scheitelwinkel y und die gleiche Höhe aufweisen und koaxial mit ihren Grundflächen aufeinander angeordnet sind.
DE2727894A 1976-06-22 1977-06-21 Verfahren zum Herstellen der Verzahnung der Schnecke und des Schneckenrades eines Globoidschneckengetriebes Expired DE2727894C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7280876A JPS5322691A (en) 1976-06-22 1976-06-22 Method of forming drummshaped worm gear

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2727894A1 DE2727894A1 (de) 1978-01-12
DE2727894C2 true DE2727894C2 (de) 1983-10-27

Family

ID=13500059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2727894A Expired DE2727894C2 (de) 1976-06-22 1977-06-21 Verfahren zum Herstellen der Verzahnung der Schnecke und des Schneckenrades eines Globoidschneckengetriebes

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4184796A (de)
JP (1) JPS5322691A (de)
BR (1) BR7704020A (de)
DE (1) DE2727894C2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0427361A2 (de) * 1989-11-06 1991-05-15 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Globoidschnecke

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588337A (en) * 1984-03-13 1986-05-13 Maxaxam Corporation Apparatus and method for machining an enveloping-type worm screw
JPS6425551U (de) * 1987-08-05 1989-02-13
WO1989002330A1 (en) * 1987-09-14 1989-03-23 Shigeyoshi Nagata Hob cutter for cutting involute gear
JPS6478720A (en) * 1987-09-22 1989-03-24 Nippon Gia Kogyo Kk Corrective tooth cutting method for saddle type worm gear
US5235786A (en) * 1989-11-06 1993-08-17 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Hourglass worm gear
US5325634A (en) * 1989-11-06 1994-07-05 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Hourglass worm gear
US5456558A (en) * 1994-06-22 1995-10-10 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Globoid worm gear generating method
US6263571B1 (en) * 1994-12-05 2001-07-24 David B. Dooner Toothed gear design and manufacturing method
DE19911235B4 (de) * 1999-03-15 2007-08-16 Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh Verfahren zur Bearbeitung der Flanken im wesentlichen zylindrischer, aber breitenballig modifizierter Verzahnungen im kontinuierlichen Diagonal-Wälzverfahren
US7044691B2 (en) * 2000-12-01 2006-05-16 Tsubaki Emerson Gear (Tianjin) Co., Ltd. Forming method for milling threads of variable tooth worms
DE10118660A1 (de) † 2001-04-14 2002-10-17 Schlafhorst & Co W Garnreinigungseinrichtung an der Spulstelle einer Textilmaschine
JP6815913B2 (ja) * 2017-03-23 2021-01-20 株式会社ミツバ ウォーム加工装置、ウォーム加工方法及びウォーム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1797461A (en) * 1928-05-04 1931-03-24 Wildhaber Ernest Method of forming gears
US1934754A (en) * 1931-03-23 1933-11-14 Wildhaber Ernest Method and means for forming gears
US2935887A (en) * 1957-11-12 1960-05-10 Wildhaber Ernest Enveloping worm gearing
CH511665A (de) * 1968-12-21 1971-08-31 Skoda Narodni Podni Plzen Verfahren zur Erzeugung von Globoid-Getrieben
AT301990B (de) * 1968-12-29 1972-08-15 Skoda Np Werkzeugmaschine zum schneiden oder schleifen von globoidschnecken
US3875635A (en) * 1974-04-15 1975-04-08 Le Metallichesky Z Im Xxii Sie Method of forming globoid worm thread and worm wheel teeth

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0427361A2 (de) * 1989-11-06 1991-05-15 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Globoidschnecke
EP0427361A3 (en) * 1989-11-06 1992-12-02 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Hourglass worm gear

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5322691A (en) 1978-03-02
JPS6219970B2 (de) 1987-05-01
US4184796A (en) 1980-01-22
DE2727894A1 (de) 1978-01-12
BR7704020A (pt) 1978-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69916120T2 (de) Verfahren zum nachbearbeiten von zahnrädern und zahnrad
DE69735631T2 (de) Apparat und verfahren zum präzisionsschleifen von kronenrädern
EP3389906B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur fertigung einer fase an einem verzahnten werkrad
DE2727894C2 (de) Verfahren zum Herstellen der Verzahnung der Schnecke und des Schneckenrades eines Globoidschneckengetriebes
DE69104729T2 (de) Werkzeug zum herstellen von kronrädern, sowie verfahren zur herstellung eines derartigen werkzeuges.
EP0665076B1 (de) Verfahren zum Feinbearbeiten von Zahnrädern und dafür geeignetes innenverzahntes Werkzeug sowie Verfahren zum Abrichten dieses Werkzeugs und dafür geeignetes Abrichtrad
DE3404838A1 (de) Bohr- und fraeswerk
EP3272448A1 (de) Verfahren zur fertigung eines einsatzgehärteten zahnrades, insbesondere mit einer innenverzahnung
DE102013112232B3 (de) Verfahren zur Bearbeitung eines Rohteils mittels eines Werkzeuges
DE2604281A1 (de) Maschine zum schaben und/oder profilrollen der verzahnung von zahnraedern
EP3034219B1 (de) Wälzschälverfahren mit Mehrschnittstrategie
DE102018128556B4 (de) Verfahren zum spanenden Erzeugen eines mit einer Doppelschräg-Verzahnung versehenen Zahnrads
DE1221517C2 (de) Schraubtrieb
EP2851150B1 (de) Werkzeug, Verfahren und Maschine zum Erzeugen eines Verzahnungsprofils an einem Werkstück durch Wälzschälen
DE102014005274A1 (de) Verfahren zum Hartfeinbearbeiten eines Werkstücks mit einem schneckenförmigen Bearbeitungswerkzeug
WO2014075651A2 (de) Verfahren zur bestimmung der freiflächenkontur eines wälzschälwerkzeuges, wälzschälwerkzeug und dessen verwendung
DE102013003964A1 (de) Verzahnmaschine mit Doppelbearbeitungskopf
DE69012589T2 (de) Verfahren zur herstellung von kontinuierlich stirngefrästen kegelzahnrädern mit abgeschrägten zahnstirnkanten.
DE4313535A1 (de) Fünf-Achsen-Verzahnmaschine zur Herstellung von Bogenzahnrädern und Verfahren zum Betreiben der Maschine
DE3442830C2 (de)
DE1804559A1 (de) Walzenmatrize zum kalten Formen von Pfeilzahnraedern
WO1998016340A1 (de) Spanendes bearbeitungsverfahren von dreidimensionalen verbindungsflächen
DE2516059B2 (de) Werkzeug zum Herstellen oder Bearbeiten von Stirnrädern
DE102021108382A1 (de) Verfahren zum erzeugen von verschränkungen an den zahnflanken eines innenverzahnten werkstücks
DE2556170B2 (de) Schleif- bzw. Poliervorrichtung für ein Zahnrad

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition