DE364113C

DE364113C - Worm gear for uniform rotation of the workbench of machine tools, in particular of gear milling machines

Info

Publication number: DE364113C
Application number: DEF49956D
Authority: DE
Original assignee: FALK Co
Current assignee: FALK Co
Priority date: 1921-08-19
Filing date: 1921-08-19
Publication date: 1922-11-17
Also published as: FR479231A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe zur gleichmäßigen Drehung des Werktisches von Werkzeugmaschinen, insbesondere Zahnräderfräsmaschinen. Die Erfindung bezweckt, den Einfluß der Teilungsfehler der Schneckenräder und der Formfehler ihrer Zähne auf den Werktischantrieb auszugleichen und toten Gang und Erschütterungen des Werktisches aufzuheben. Dieser Zweck wird dadurch erreicht, daß der Werktisch mit zwei Schneckenrädern ausgestattet ist, die in einem Arbeitsgang gemeinsam hergestellt und gegeneinander um i8o° versetzt sind, und daß die von einer gemeinsamen Stelle aus angetriebenen Schnekken in der Längsrichtung verschiebbar gelagert und an einen am Maschinenrahmen gelagerten Doppelhebel angeschlossen sind, der den Ausgleich verschiedener Achsialschübe der Zahnräder auf die Schnecken bewirkt.The invention relates to a worm gear for uniform rotation of the work table of machine tools, in particular gear milling machines. The invention aims the influence of the pitch errors of the worm gears and the shape errors of their teeth to compensate for the worktable drive and dead gait and vibrations of the worktable to cancel. This purpose is achieved in that the work table with two worm wheels is equipped, which are produced jointly and against each other in one operation are offset by 180 °, and that the worms driven from a common point mounted displaceably in the longitudinal direction and mounted on a machine frame Double levers are connected, which compensate for different axial thrusts of the gears causes on the snails.

Das Getriebe ist überall da anwendbar, wo es auf größte Gleichförmigkeit der Drehbewegung ankommt, z. B. beim Schneiden von Zahnrädern. The gear can be used wherever there is a need for maximum uniformity of rotary motion arrives, e.g. B. when cutting gears.

Bei den Zahnräderfräsmaschinen, die nach dem Wälzverfahren arbeiten, dreht sich das Werkstück beständig in Übereinstimmung mit einem Schneckenfräser in der Weise, daß einer ganzen Umdrehung des zu schneidenden RadesWith gear milling machines that work according to the hobbing process, it turns Workpiece consistently in accordance with a worm mill in such a way that one whole revolution of the wheel to be cut

von Z Zähnen —Umdrehungen des Schneckenfräsers entsprechen, wobei g die Anzahl der Gangzahlen des Fräsers bedeutet. Der Fräser schneidet bei der ersten Umdrehung des Rades sämtliche Zähne an, und bei jeder weiteren Umdrehung führt er den Schnitt weiter. Das Teilen erfolgt also während der stetigen Drehung des Werkstückes. Die Genauigkeit der geschnittenen Zähne hängt von der Aufrechterhaltung der richtigen Bewegungen des Fräsers und des Werkstückes und auch von der Form des Fräsers ab. Bei dem sogenannten Teilverfahren, bei dem die Zähne einzeln hergestellt werden, ist eine besondere, ruckweise bewegte Teilvorrichtung erforderlich. Hier ist die richtige Formgebung der Zähne nicht nur von der Form des Fräsers und seiner Führung abhängig, sondern auch von der Genauigkeit des Schneckengetriebes zum Antrieb des Arbeitstisches. In beiden Fällen hängt also die Güte der Arbeit von der Genauigkeit der Schnecke und des Schneckengetriebes ab. Nun haben aber alle im Handel befindlichen Schnecken und Schneckenräder gewisse Ungenauigkeiten, die Ungleichmäßigkeiten der dem Werkstück mitgeteilten Bewegung zur Folge haben. Beim Wälzverfahren bedingen diese Unregelmäßigkeiten zwei bestimmte Klassen von Fehlern in dem zu schneidenden Zahnrad.of Z teeth correspond to revolutions of the worm cutter, where g means the number of turns of the cutter. The cutter cuts all teeth with the first turn of the wheel and continues the cut with each subsequent turn. The dividing takes place during the continuous rotation of the workpiece. The accuracy of the cut teeth depends on maintaining the correct movements of the cutter and workpiece, and also on the shape of the cutter. In the so-called dividing process, in which the teeth are produced individually, a special, jerky dividing device is required. The correct shape of the teeth is not only dependent on the shape of the milling cutter and its guidance, but also on the accuracy of the worm gear for driving the work table. In both cases, the quality of the work depends on the accuracy of the worm and the worm gear. However, all worms and worm gears available on the market have certain inaccuracies which result in irregularities in the movement communicated to the workpiece. In the hobbing process, these irregularities cause two specific classes of defects in the gear to be cut.

Die eine Fehlergattung, welche Teilungsfehler genannt werden kann, ist die Folge einer kleinen Exzentrizität des Teilkreises des Schneckenrades mit Bezug auf seine Drehachse. Diese Exzentrizität verursacht eine periodische Beschleunigung und Verzögerung des Schneckenrades während des Antriebes durch die Schnecke. Das Schneckenrad wird also zwar bei einer gewissen Drehzahl der Schnecke genau eine Umdrehung beschreiben, jedoch bei jeder Umdrehung einen periodischen Wechsel von einer Höchst- zu einer Mindestgeschwindigkeit und umgekehrt erfahren. Diese periodischen Geschwindigkeitsänderungen des Schneckenrades während jeder vollständigen Umdrehung erzeugen entsprechende Unregelmäßigkeiten in der Teilung der Zähne des zu schneidenden Werkstückes, wobei die Größe dieser Unregelmäßigkeiten direkt proportional dem Verhältnis der Durchmesser des zu bearbeitenden Zahnrades und des Schneckenrades ist.One type of error, which can be called a pitch error, is the result a small eccentricity of the pitch circle of the worm wheel with respect to its axis of rotation. This eccentricity causes a periodic acceleration and deceleration of the worm wheel during the drive by the worm. The worm wheel is so although with a Describe exactly one revolution at a certain speed of the screw, but with every revolution a periodic change from a maximum to a minimum speed and experience the other way around. These periodic changes in speed of the worm wheel generate corresponding irregularities in during each complete revolution the pitch of the teeth of the workpiece to be cut, the size of these irregularities is directly proportional to the ratio of the diameter of the gear to be machined and the worm wheel.

Die andere Fehlergattung, die Formfehler genannt werden kann, entsteht durch Unregel-The other type of error, which can be called formal error, arises from irregular

mäßigkeiten der Bewegung des Schneckenrades, die durch Ungenauigkeiten in der Form der antreibenden Schnecke verursacht werden, z. B. durch Abweichungen in der Steigung des Schneckenganges und Änderungen seiner Eingriff sstrecke. Dieser Formfehler der Schnecke wirkt auf die Drehbewegung des zu schneidenden Zahnrades in der Weise ein, daß die geschnittenen Zähne in bestimmten Abständen ίο Erhöhungen und Vertiefungen an bestimmten Stellen der Zahnflanken aufweisen.moderate movement of the worm wheel caused by inaccuracies in the shape of the driving worm, e.g. B. by deviations in the slope of the Worm gear and changes in its path of engagement. This form defect of the snail acts on the rotational movement of the gear to be cut in such a way that the cut Teeth at certain intervals ίο ridges and depressions at certain Have places of the tooth flanks.

Das periodische Auftreten von Form- und Teilungsfehlern ist in der Hauptsache die Ursache des Geräusches bei'schnell angetriebenen Zahnrädern, wie z. B. bei der Kraftübertragung von Dampfturbinen durch Pfeiloder Doppelschraubenräder. Eine weitere Ursache für das Geräusch bei geschnittenen Zahnrädern ist eine gewisse Rauheit der Zahn-The periodic occurrence of shape and pitch errors is mainly the The cause of the noise in the case of rapidly driven gears, such as B. in power transmission of steam turbines by arrow or twin screw wheels. Another cause of the noise when cut Gears is a certain roughness of the tooth

ao flanken, die durch Erschütterungen der, Werkstückes und der Zahnräderschneidemaschine während des Schneidens erzeugt wird.ao flanks caused by vibrations of the workpiece and the gear cutting machine is generated during cutting.

Der besondere Zweck der Erfindung in ihrer Anwendung bei der Zahnräderschneidemaschine besteht nun darin, die Teilungs- und Formfehler bei geschnittenen Zahnrädern zu vermeiden. The special purpose of the invention in its application to the gear cutting machine is now to avoid the pitch and shape errors in cut gears.

In der Zeichnung" ist die Erfindung an einer Antriebsvorrichtung für den Werkstücktisch einer nach dem Wälzverfahren arbeitenden Zahnräderfräsmaschine veranschaulicht.In the drawing, "the invention is based on a drive device for the workpiece table illustrates a gear milling machine operating according to the hobbing process.

Die Abb. 1 bis 3 geben in Aufsicht und zwei Seitenansichten die einfachste Form des Getriebes wieder.Figs. 1 to 3 show the simplest form of the top view and two side views Transmission again.

Die Abb. 4 bis 6 zeigen in entsprechenden Darstellungen eine weitere Ausbildung der ersten Ausführungsform.Figs. 4 to 6 show a further development of the corresponding representations first embodiment.

Die Abb. 7 bis 9 sind entsprechende Darstellungen einer Weiterentwicklung der zweiten Ausführungsform.Figs. 7 to 9 are corresponding representations of a further development of the second Embodiment.

In der einfachsten Ausführungsform der Erfindung nach den Abb. 1 bis 3 wird der Werkstücktisch durch zwei Schneckengetriebe 3, 4 angetrieben, die unter sich durch Zahnräder 10, 11 gekuppelt sind und mit gleicher Geschwindigkeit von der Welle 12 angetrieben werden. Die Welle 12 erhält ihre Drehung in üblicher Weise durch die Wechselräder der Maschine. Die Wellen der Schnecken 4 sind' in ihren Lagern achsial verschiebbar und durch eine Druckübertragungs- und Ausgleichsvorrichtung verbunden. Zu diesem Zweck tragen die freien Enden der Schneckenwellen je einen Drueklagerring 5; die Ringe sind durch einen Doppelhebel 7 miteinander verbunden. Der Doppelhebel ist in der Mitte mittels seitlicher Zapfen 8 in entsprechenden Lagern 9 des Maschinenrahmens gelagert. Da die Winkelbewegungen des Hebels 7 um die Drehzapfen 8 im Verhältnis zu dem Abstand der Zapfen 6 von den Drehzapfen 8 sehr gering ist, können die Bewegungen der Zapfen 6 als geradlinig gelten, so daß eine Gleitbahn für die Zapfen 6 im Hebel 7 nicht erforderlich ist.In the simplest embodiment of the invention according to Figs. 1 to 3, the Work table driven by two worm gears 3, 4, which are under each other by gears 10, 11 are coupled and with the same Speed of the shaft 12 are driven. The shaft 12 receives its rotation in Usually through the change gears of the machine. The shafts of the snails 4 are ' axially displaceable in their bearings and by means of a pressure transmission and compensation device tied together. For this purpose, the free ends of the worm shafts each have a thrust bearing ring 5; the rings are through a double lever 7 connected to one another. The double lever is in the middle by means of a side Pin 8 stored in corresponding bearings 9 of the machine frame. As the angular movements of the lever 7 around the pivot pin 8 is very small in relation to the distance between the pins 6 and the pivot pins 8, the movements of the pins 6 can be considered as apply in a straight line, so that a slide for the pin 6 in the lever 7 is not required.

Die Drehung der Welle 12 wird durch die Zahnräder 11, 10 in gleichem Sinn und mit gleicher Geschwindigkeit auf die Schnecken 4 übertragen. Solange die beiden Schneckenräder 3 sich gleichmäßig mit den Schnecken 4 drehen, wird der Achsialschub auf die Drucklager 5 gleichen Druck ausüben, so daß der resultierende Druck durch die Drehzapfen 8 und die Lager 9 auf den Rahmen der Maschine übertragen wird, und eine Bewegung des Hebels 7 oder eine Längsverschiebung der Schnecken nicht eintritt. Wenn jedoch die eine Schnecke infolge eines der vorher erwähnten Fehler einen größeren Achsialschub" erfährt als die andere, so wird das Gleichgewicht am Hebel 7 gestört. Der nicht ausgeglichene Druck auf die Enden des Hebels 7 hat eine Längsverschiebung der beiden Schnekken in ihrer Achsialrichtung, aber entgegengesetzt zueinander zur Folge, wodurch das Gleichgewicht wieder hergestellt wird.The rotation of the shaft 12 is through the gears 11, 10 in the same sense and with Transferred the same speed to the screws 4. As long as the two worm wheels 3 are evenly aligned with the worms 4 rotate, the axial thrust will exert the same pressure on the thrust bearing 5, so that the resulting pressure through the pivot pins 8 and the bearings 9 on the frame of the machine is transmitted, and a movement of the lever 7 or a longitudinal displacement of the screws does not occur. However, if the a worm has a larger axial thrust as a result of one of the aforementioned errors " experiences than the other, the balance on the lever 7 is disturbed. The unbalanced one Pressure on the ends of the lever 7 has a longitudinal displacement of the two screws in their axial direction, but opposite to each other result, whereby the Balance is restored.

Soweit die Druckunterschiede von den Teilungsfehlern der Schneckenräder, d. h. von ihren Exzentrizitäten herrühren, lassen sie sich dadurch ausgleichen, daß die Exzentrizitäten dpr beiden Schneckenräder um 180 ° versetzt werden. Um diese Einstellung mit Sicherheit zu erreichen, werden die beiden Schneckenräder 3 des Werktisches zusammen in einem Arbeitsgang geschnitten, so daß etwaige Teilungsfehler gleichgerichtet sind. Werden dann diese Räder um 180 ° versetzt am Werktisch 1 befestigt, so sind die Exzentrizitäten ebenfalls mit Sicherheit um 180° versetzt. Jedes Voreilen der Zähne des einen Schneckenrades fällt daher zusammen mit einem gleichen Nacheilen der Zähne des anderen Schneckenrades, so daß in jeder Stellung ein Ausgleich vorhanden ist, soweit die Teilungsfehler der beiden Schneckenräder in Betracht kommen. Dabei erfolgt der Druckausgleich durch gleiche und entgegengesetzte Längsverschiebungen der beiden Schnecken und entsprechende Schwingungen des Hebels 7 um den Drehzapfen 8.As far as the pressure differences from the pitch errors of the worm gears, i. H. from derive from their eccentricities, they can be compensated for by the fact that the eccentricities dpr both worm gears are offset by 180 °. To use this setting To achieve security, the two worm wheels 3 of the work table are together cut in one operation, so that any pitch errors are rectified. If these wheels are then attached to the workbench 1 offset by 180 °, the eccentricities are also shifted by 180 ° with certainty. Every advance of the teeth of the one The worm wheel therefore coincides with an equal lag of the teeth of the other Worm wheel, so that there is compensation in every position, as far as the pitch errors of the two worm wheels come into consideration. The pressure equalization takes place through equal and opposite longitudinal displacements of the two worms and corresponding oscillations of the lever 7 around the pivot 8.

Die aus Drehung und Verschiebung zusammengesetzte Bewegung der beiden Schnecken erzeugt eine gleichmäßige Drehung des Werktisches ι um seine Achse 2, 2. Werkstücke, die auf einem derartig angetriebenen Werktisch aufgespannt und geschnitten werden, weisen viel weniger Teilungsfehler auf als solche, die nach der gewöhnlichen Weise hergestellt sind, wo der Tisch nur durch ein einziges Schneckengetriebe angetrieben wird.The combined movement of the two screws from rotation and displacement generates a uniform rotation of the work table ι around its axis 2, 2. Workpieces, which are clamped and cut on such a driven work table, have far fewer pitch errors than those made in the usual way are where the table is only driven by a single worm gear.

Bei der Ausführungsform des Getriebes nach den Abb. 4 bis 6 sind zwei Schneckenpaare angeordnet, die an gegenüberliegende StellenIn the embodiment of the transmission according to FIGS. 4 to 6 there are two pairs of worms arranged in opposite places

der beiden Schneckenräder aügreifen. Die Schneckenwellen jedes Paares sind wie bei der ersten Ausführungsform unter sich durch Zahnräder io, Ii gekuppelt. Die Wellen 12 der Zahnräder 11 werden gemeinsam durch Kegelräder 24, 25 von einer Ouerwelle 26 angetrieben, die von einem Antriebsrad 27 ihre Bewegung erhä't. Demnach werden alle Schne:kui von einer Stelle aus gemeinsam angetrieben. Die Lager 9 der beiden Ausgleichshebel 7 können nach beiden Richtungen parallel zu den Schneckenwellen verstellt werden. Zu diesem Zweck sind die Lager 9 mit Schraubenbolzen 13 ausgestattet, die durch je ein Konsol 14 des Maschinenrahmens lose hindurchtreten und an diesem durch Muttern 15 in der eingestellten Lage festgeklemmt werden. Das eine Schneckenpaar wird so eingestellt, das die Schnecken 4 mit den Arbeitsflanken der Zähne der Schneckenräder 3 in Berührung sind, also treibend wirken, während das andere Schneckenpaar durch Einstellen der Lager 9 j gegenüber den Schneckenrädern so eingestellt j wird, daß die nicht arbeitenden Flanken der Verzahnung in Berührung stehen. Auf diese Weise werden toter Gang oder Stöße des Werktisches ausgeschaltet. Der Antrieb des Werktisches erfolgt daher ohne Geräusch und Erschütterungen. Die von diesen Ursachen herrührenden Ungenauigkeiten werden daher auf das Werkstück nicht übertragen.of the two worm wheels. The worm shafts of each pair are like the one first embodiment coupled to one another by gears io, Ii. The waves 12 of the Gears 11 are driven jointly by bevel gears 24, 25 from an Ouerwelle 26, which receives its movement from a drive wheel 27. So all will Snow: kui together from one point driven. The bearings 9 of the two compensating levers 7 can move in both directions can be adjusted parallel to the worm shafts. For this purpose, the bearings 9 are with Equipped screw bolts 13, which pass loosely through a console 14 of the machine frame and are clamped to this by nuts 15 in the set position. One pair of screws is set so that the screws 4 with the working flanks of the teeth of the worm gears 3 are in contact, so act driving, while the other Pair of worms adjusted by adjusting the bearings 9 j with respect to the worm gears j becomes that the non-working flanks of the toothing are in contact. To this In this way, dead passages or impacts on the workbench are eliminated. The drive of the work table therefore takes place without noise and vibrations. Those stemming from these causes Inaccuracies are therefore not transferred to the workpiece.

Die Schnecken jedes Paares die durch einen Hebel 7 verbunden sind, können entgegengesetzte Gangrichtung und entgegengesetzte Drehrichtung haben. Sie können verschiedene Ganghöhe, verschiedenen Durchmesser und verschiedene Teilung besitzen. Natürlich müssen die mit ihnen kämmenden Schneckenräder die entsprechende Verzahnung erhalten, so zwar, daß die beiden Schneckenräder im gleichen Drehsinn mit gleicher Winkelgeschwindigkeit umlaufen. Wenn die beiden Schneckenpaare verschiedene Gewinde besitzen, werden sie von einer Welle aus unter Anwendung von entsprechenden Übersetzungsrädern angetrieben. Diese Anordnung wird gewählt, um die zweite Klasse von Fehlern zu vermeiden, die zuvor als Formfehler bezeichnet wurden, und um die regelmäßige Wiederkehr dieser Fehler zu verhindern und sie auf alle Zähne des zu schneidenden Zahnrades zu verteilen.The screws of each pair connected by a lever 7 can be opposite Have gear direction and opposite direction of rotation. They can have different pitch, different diameter and different Own division. Of course, the worm gears that mesh with them must have the appropriate toothing, as follows: that the two worm wheels in the same direction of rotation with the same angular speed circulate. If the two pairs of screws have different threads, they will be of a shaft driven by using appropriate transmission gears. This arrangement is chosen in order to avoid the second class of errors that were previously made were designated as formal errors, and to prevent the regular recurrence of these errors and distribute them to all the teeth of the gear to be cut.

Da diese Formfehler auf die Einwirkung der einzelnen Schneckengewinde auf die Zähne der Schneckenräder zurückzuführen sind, so ist ersichtlich, daß wenn die Schnecken verschieden gestaltet und mit verschiedener Geschwindigkeit angetrieben werden, die resultierenden Fehler der Form nach veränderlich und in unregelmäßigen Abständen verteilt sein werden.Because this form error is due to the action of the individual worm thread on the teeth of the worm gears, it can be seen that if the worms are different designed and driven at different speeds, the resulting Errors will be variable in form and distributed at irregular intervals.

In den Abb. 7 bis 9 sind die Schnecken 4, 4' jedes Paares verschiedengängig, besitzen verschiedene Teilung und verschiedenen Durchmesser und werden von den Wellen 12 mit verschiedenen Geschwindigkeiten und in entgegengesetzten Richtungen angetrieben. Das eine Paar wird durch das Zahngetriebe 11 und 16, das andere durch das Zahngetriebe 17, 18 und 19 angetrieben. Die Schneckenräder 3, 3' sind den Schnecken angepaßt. Im übrigen ist das Getriebe im wesentlichen dasselbe wie das in den Abb. 4, 5 und 6,In Figs. 7 to 9, the screws 4, 4 'of each pair have different threads different pitch and different diameter and are of the shafts 12 with different speeds and in opposite directions Directions driven. One pair is through the gear mechanism 11 and 16, the other by the toothed gear 17, 18 and 19 driven. The worm wheels 3, 3 'are adapted to the worms. Furthermore the gearbox is essentially the same as that in Figs. 4, 5 and 6,

Claims

Patent Claims:

1. Worm gear for even rotation of the work table of machine tools, in particular of gear milling machines, characterized in that the work table (1) has two identical Drive worm gears (3) is equipped, the eccentric position of their pitch circle are wedged offset from one another by 180 ° to the axis of rotation, and that the common Screws (4) driven by a shaft are displaceable in the longitudinal direction and are connected to a double lever (7) mounted on the machine frame, which controls the various Compensates for axial thrusts of the worm wheels on the go worms.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that on opposite A pair of worms (4) is arranged on each side of the worm gears (3), their pressure compensation lever (7) are mounted so adjustable in the direction of the screw axis on the machine frame that the working flanks of one pair of worms (4) are in contact with the working flanks of the teeth of the worm wheels (3), while at the same time the non-working flanks of the second pair of screws come to rest on the flanks of the worm gears.

3. Transmission according to claim 2, characterized in that the worms (4, 4 ' Fig. 7 to 9) of each pair in adaptation to different worm gears (3, 3'), different diameter, different pitch or different gear direction and with accordingly are driven at different speeds from one point.

For this purpose ι sheet of drawings.