DE358254C

DE358254C - Measuring method and curve probe for testing gears

Info

Publication number: DE358254C
Application number: DEO11327D
Authority: DE
Original assignee: MAX FOELMER
Current assignee: MAX FOELMER
Priority date: 1919-11-29
Filing date: 1919-11-29
Publication date: 1922-09-07

Description

1VIeßverfahren und Kurventaster zur Prüfung von Zahnrädern. Der ordnungsgemäße Eingriff der Zähne von Zahnrädern hängt wesentlich davon ab, daß die gewollte theoretische Zahnform bei der Ausgestaltung der Zähne möglichst genau innegehalten ist. Es ist daher wichtig, sowohl für die Prüfung der Methoden der Herstellung von Zahnrädern als auch für die Kontrolle der Produktion, daß man die Möglichkeit hat, sich über das Maß der Genauigkeit, mit der die gewollte theoretische Zahnform bei den hergestellten Zahnrädern verwirklicht ist, zu verzewissern. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Meßverfahren, diesen Zweck zu erreichen und auf dafür geeignete Einrichtungen.1VIeßverfahren and curve probe for testing gears. The proper one Engagement of the teeth of gears depends largely on the intended theoretical Tooth shape is kept as precisely as possible in the design of the teeth. It is therefore important both for examining the methods of manufacturing gears as well as for the control of the production that one has the possibility to find out about the degree of accuracy with which the desired theoretical tooth shape in the manufactured Gears realized, to scruple. Present invention refers to a measurement method to achieve this purpose and to a suitable one Facilities.

Die Erfindung beruht auf der messenden Nachahmung des Entwicklungsvorganges der Zahnflanke, z. B. der Evolvente. Die Kreisevolvente, um welche es sich bei der Herstellung der Zähne von Zahnrädern meist handelt, ist diejenige Kurve, welche von einem Punkt einer Tangente des Kreises beschrieben wird, wenn die Tangente auf dem Kreise ohne zu gleiten rollt. Der Abstand dieses Punktes der Tangente von dem jeweiligen Berührungspunkt der Tangente mit dem Kreise (Grundkreis) ändert sich demnach in einer für die Evolventenkurve gesetzmäßigen Weise. Diese Abhängigkeit der Länge der Tangente von der Evolventennatur der Kurve wird gemäß der Erfindung benutzt, um die Innehaltung der theoretischen Evolventenform bei einer bestimmten Zahnausbildung zu prüfen. Das geschieht der Erfindung zufolge so, daß man unter Drehung des zu prüfenden Zahnrades ein Tastorgan, welches sich auf der Tangente des Grundkreises der Verzahnung bewegt, den zu prüfenden Zahn abtasten läßt. Jedem Drehwinkel des Rades entspricht dann eine bestimmte Liriearv erschiebung des die Zahnflanken abtastenden Organs.The invention is based on the measuring imitation of the development process the tooth flank, e.g. B. the involute. The circle involute, which is the Making the teeth of gears mostly is the curve which from a point a tangent of the circle is described when the tangent is on rolls in a circle without sliding. The distance of this point of the tangent from that the point of contact of the tangent with the circle (base circle) changes accordingly in a manner that is lawful for the involute curve. This dependency the length of the tangent from the involute nature of the curve is according to the invention used to pause the theoretical involute shape at a given Check tooth formation. According to the invention, this is done in such a way that one under Rotation of the gear to be tested a tactile organ, which is on the tangent of the base circle of the toothing moves, the tooth to be tested can be scanned. Each The angle of rotation of the wheel then corresponds to a certain Liriearv shift of the Tooth flanks scanning organ.

Dieses Verhältnis ist aus Abb. r der beigefügten Zeichnung, welches schematisch eine der Erfindung entsprechendeGrundform einer Einrichtung veranschaulicht, ersichtlich.This relationship is from Fig.r of the accompanying drawing, which schematically illustrates a basic form of a device according to the invention, evident.

Ab. 2 zeigt ebenfalls wesentlich schematisch eine für praktische Anwendung bestimmte Einrichtung, welche die Prüfung der Evolv entenform von Zahnflanken bei Zahnrädern verschiedenen Durchmessers ermöglicht.Fig. 2 also shows, essentially schematically, one for practical use certain device, which is used to test the evolute shape of tooth flanks Allows gears of different diameters.

Nach der Darstellung der Abb. i ist das Zahnrad, dessen Zähne in bezug auf die Innehaltung der Evolventenform ihrer Flanken geprüft werden sollen, mit i bezeichnet. Das Zahnrad ist als drehbar um das Zentrum des Grundkreises der Zahnflanken vorausgesetzt. Auf einer Zahnflanke ruht der Taststift z auf, welcher an einem mit einer geradlinigen Teilung versehenen Lineal 3 befestigt ist. Das Lineal 3 ist mit seiner Teilung gegenüber einem weiteren Lineal q. verschiebbar, dessen Teilung als Nonius für die Teilung des Lineals 3 dient. 5 bezeichnet einen Kreisteilungssektor, welcher an der Drehbewegung des Rades i teilnimmt und dessen Drehachse mit der Achse des Rades i zusammenfällt. Dieser Kreisteilungssektor bewegt sich mit seiner Teilung gegenüber einerKreisteilung 6, wobei die beiden Teilungen zueinander in dem Verhältnis von Teilung und Nonius stehen.According to the representation of Fig. I is the gear, whose teeth are related to be checked for the retention of the involute shape of their flanks, with i denotes. The gear wheel is designed to be rotatable around the center of the base circle of the tooth flanks provided. The stylus z rests on one tooth flank, which on one with a straight-line division provided ruler 3 is attached. The ruler 3 is with its division in relation to another ruler q. movable, its division as The vernier is used to divide the ruler 3. 5 denotes a circle division sector, which participates in the rotation of the wheel i and its axis of rotation with the axis of the wheel i coincides. This circular sector moves with its division versus a circular division 6, the two divisions in relation to each other of division and vernier.

Wenn das Rad x, auf dessen einem Zahn der Taststift 2 ruht, entgegen der Richtung des Uhrzeigers gedreht wird, dann verschiebt sich die Spitze des Taststiftes 2 auf der Zahnflanke und bewegt sich gleichzeitig auf der Tangente des Grundkreises der Verzahnung. Die Spitze des Taststiftes 2 bildet also das Ende einer von dem Grundkreis der Verzahnung des Rades i abgerollten Tangente. Der geradlinige Weg, der von der Spitze des Taststiftes zurückgelegt wird, müßte also gleich dem dem Drehungswinkel des Rades entsprechenden Bruchteil des Umfanges des, Grundkreises sein, wenn die Zahnflanke tatsächlich die genaue Form der Evolventenkurve besitzt. Die übereinstimmung ztvischen dem wirklichen Verschiebungsmaß der Spitze des Taststiftes 2 und der Länge des Bruchteiles des Umfanges des Grundkreises der Bahnteilung, welche dem Drehwinkel des Rades entspricht, der an den Kreisteilungen 5, 6 ablesbar ist, kann durch Beobachtung an den Teilungen 3, q. festgestellt werden. Die Einrichtung ermöglicht also eine genaue Nachprüfung der Übereinstimmung der Zahnflankenform mit der theoretischen Kreisevolventenform.If the wheel x, on whose one tooth the stylus 2 rests, against is turned clockwise, the tip of the stylus moves 2 on the tooth flank and moves at the same time on the tangent of the base circle the gearing. The tip of the stylus 2 thus forms the end of one of the Base circle of the toothing of the wheel i unrolled tangent. The straight path which is covered by the tip of the stylus should therefore be the same as that The angle of rotation of the wheel corresponds to a fraction of the circumference of the base circle if the tooth flank actually has the exact shape of the involute curve. The correspondence between the real displacement of the tip of the stylus 2 and the length of the fraction of the circumference of the base circle of the path division, which corresponds to the angle of rotation of the wheel, which can be read from the circular divisions 5, 6, can be determined by observing the divisions 3, q. to be established. The establishment thus enables a precise check of the correspondence of the tooth flank shape with the theoretical circular involute form.

Die aus Abb. i ersichtliche Einrichtung setzt noch eine gewisse rechnerische Tätigkeit voraus, um zahlenmäßig festzustellen, ob und wie weit die geprüften Zahnflanken, die vom Grundkreisdurchmesser des Rades abhängen, die theoretische Evolventenform verwirklichen.The arrangement shown in Fig. 1 also implies a certain arithmetic Activity in advance to determine numerically whether and how far the tested tooth flanks, which depend on the base circle diameter of the wheel, the theoretical involute shape realize.

Die Einrichtung der in Abb. i dargestellten Art ist vorzugsweise für die Prüfung verschiedener Methoden der Zahnflankenherstellung geeignet, die zunächst im Laboratorium vorzunehmen ist, so daß der Gesichtspunkt der rechnerischen Auswertung der Beobachtungsergebnisse keine besondere Rolle spielt. Für die Zwecke der Überwachung der regulären Produktion von Zahnrädern ist es dagegen wünschenswert, wenn die Abweichungen von der vorgeschriebenen Normalform der Zahnflanken unmittelbar durch den Apparat ersichtlich gemacht werden. Ein solcher Apparat, welcher zugleich die Möglichkeit bietet, Zahnräder verschiedenen Durchmessers zu kontrollieren, ist aus Abb. 2 ersichtlich.The device of the type shown in Fig. I is preferably for the testing of various methods of tooth flank production suitable, initially is to be carried out in the laboratory, so that the point of view of the computational evaluation the observation results do not play a particular role. For monitoring purposes In the regular production of gears, on the other hand, it is desirable if the deviations from the prescribed normal shape of the tooth flanks directly through the appliance can be made evident. Such an apparatus, which at the same time has the possibility offers to control gears of different diameters, can be seen from Fig. 2.

Bei dieser Form des Apparates ist das zu untersuchende Zahnrad mit 7 bezeichnet. Dasselbe ist wiederum drehbar um seine Achse gelagert. Um die gleiche Achse drehbar ist auch ein Kurvenkörper 8 gelagert, welcher eine Normalevolventenform verkörpert. Die Radachse ist als zusammenfallend mit dem Mittelpunkt des Grundkreises der Normalevolventenkurve 8 angenommen.In this form of the apparatus, the gear to be examined is included 7 designated. The same is in turn rotatably mounted about its axis. To the same A cam 8 is also rotatably mounted on the axis and has a normal involute shape embodied. The wheel axis is considered to coincide with the center of the base circle the normal involute curve 8 assumed.

Auf den Zähnen des Zahnrades 7 vermag ein Taststift 9 zu gleiten, welcher an einem geradlinig verschiebbaren, mit einer Teilung versehenen Lineal io sitzt, welches dem Lineal 3 gemäß Abb. i entspricht. Das Lineal io ist in einer Führung i i des Apparatgestells beweglich. Neben dem Lineal io führt sich in der gleichen Führung i i ein ebenfalls mit einer Teilung versehenes Lineal 1.2. Dieses Lineal wird durch einen Hebel 13 gesteuert, der um die Achse des Kurvenkörpers 8 und des Zahnrades 7 drehbar ist. Die Verbindung zwischen dem Lineal 12 und dem Hebel 13 erfolgt durch einen Stift 1q., der sich in einem Schlitz des Hebels 13 führt, und der sich bei jeweiliger Drehung des Hebels 13 auf der Tangente des Grundkreises 15 der Zahnflanken des Zahnrades 7 bewegt. Auf dieser selben Tangente bewegt sich auch die Spitze des Taststiftes 9. An dem Hebel 13 ist ein Tastkörper 16 geführt, welcher gleichzeitig in einer imApparatgehäuse festen Führung 17 parallel zu den Linealen io und 12 beweglich gelagert ist. Die Spitze des Tastkörpers 16 ruht auf der Normalevolventen'kurve 8 auf und .gleitet auf dieser, wenn der Kurvenkörper 8 in Gemeinschaft mit dem Zahnrade 7 gedreht wird.A stylus 9 can slide on the teeth of the gear 7, which on one linearly displaceable, provided with a division Ruler io sits, which corresponds to ruler 3 according to Fig. I. The ruler is io movable in a guide i i of the apparatus frame. Next to the ruler io leads in the same guide i i a ruler 1.2 also provided with a graduation. This ruler is controlled by a lever 13 that rotates around the axis of the cam 8 and the gear 7 is rotatable. The connection between the ruler 12 and the Lever 13 takes place through a pin 1q., Which is in a slot of the lever 13 leads, and with each rotation of the lever 13 on the tangent of the base circle 15 of the tooth flanks of the gear 7 moved. On this same tangent moves also the tip of the stylus 9. A feeler body 16 is guided on the lever 13, which at the same time in a fixed guide 17 in the apparatus housing parallel to the Rulers io and 12 is movably mounted. The tip of the probe body 16 rests on the Normalevolventen'kurve 8 and .gleitet on this when the curve body 8 is rotated in association with the gear wheel 7.

Ebenso wie die Spitze des Tasters 9 die Bewegung des Endpunktes einer von dem Grundkreise 15 der Zahnflanken des Zahnrades abrollenden Tangente ausführt, führt die Spitze des Tasters 16 die gleiche Bewegung bezüglich der Normalevolventenkurve 8 aus. Die beiden Lineale io und 12 müssen daher gleiche Verschiebungsbewegungen erfahren, wenn die Zahnflankenkurve des Zahn= rades 7 mit der theoretischen Evolventenkurve, wie eine solche durch den Kurvenkörper 8 verwirklicht ist, genau zusammenfällt. Die Nullpunkte der Teilungen von io und 12 müssen daher beim Hinweggleiten der Taster 9 und 16 über die Kurvenflächen die gleiche Lage zueinander beibehalten, sofern die geprüfte Zahnflanke die genaue Evolventenform - besitzt. Eine Verschiebung der Nullpunkte der Teilungen gegeneinander zeigt die Ungenauigkeit der Zahnflankenform gegenüber der Evolventenform an, und das Maß der Verschiebung bildet ein Maß für die Größe der Ungenauigkeit.Just like the tip of the button 9, the movement of the end point of a executes tangent rolling from the base circle 15 of the tooth flanks of the gearwheel, the tip of the probe 16 performs the same movement with respect to the normal involute curve 8 off. The two rulers io and 12 must therefore move the same experience when the tooth flank curve of gear 7 matches the theoretical involute curve, how such is realized by the cam 8 coincides exactly. The zero points of the divisions of io and 12 must therefore when the button slides away 9 and 16 maintain the same position to one another over the curved surfaces, provided that the tested tooth flank has the exact involute shape. A shift in the Zero points of the divisions against each other shows the inaccuracy of the tooth flank shape opposite to the involute shape, and the amount of displacement is a measure of the size of the inaccuracy.

Durch Verschiebung der Führung i i gegenüber der Führung 1 7 im Apparatgestell läßt sich der Taststift 9 auf die Zahnflanken von Zahnrädern beliebig großen Durchmessers so auflegen, daß er mit dem jeweiligen Grundkreis der Verzahnung der Räder zusammenfällt. In jedem Falle bleibt für die genaue Evolventenform der Verzahnungen der Zahnräder die Bedingung bestehen, daß die Teilungen der Lineale io und 12 sich bei Drehung der Zahnräder und des Normalkurvenkörpers 8 nicht gegeneinander verschieben dürfen.By shifting the guide i i relative to the guide 1 7 in the apparatus frame can the stylus 9 on the tooth flanks of gears of any large diameter Place it in such a way that it coincides with the respective base circle of the toothing of the wheels. In any case, remains for the exact involute shape of the teeth of the gears the condition exist that the divisions of the rulers io and 12 change upon rotation the gears and the normal cam 8 may not move against each other.

Das Maß der Drehung des zu untersuchenden Zahnrades und des Kurvenkörpers 8 kann an einer Kreisteilung 18 mit zugehörigem Nonius i9 abgelesen werden.The amount of rotation of the gear under investigation and the cam 8 can be read from a circular graduation 18 with the associated vernier i9.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Measuring method for testing involute gears, characterized in that each tooth of the wheel to be tested is scanned by a probe moving on the tangent of the base circle of the involute tooth curve, the amount of movement of which can be read from a graduation as a function of the angle of rotation of the wheel.

2. Curve probe for testing gears, marked by two divisions that can be adjusted in relation to each other, one of which Circle division and the other is a straight line division, with the straight line Graduation body or its associated index carries a stylus and is displaceable is stored.

3. Curve probe for testing gears; marked by a rotatably mounted or set up for rotatable mounting normal cam and two divisions (or indexes) that can be shifted in a straight line, one of which is provided with a stylus, while the other is slidable seated on a lever which is rotatable about the axis of rotation of the normal cam body and which the latter one in engagement with the normal curve, parallel to the straight line sliding rulers guided feeler carries.