DE551644C - Pair of angular wheels with intersecting or crossing axes and longitudinally curved teeth - Google Patents
Pair of angular wheels with intersecting or crossing axes and longitudinally curved teethInfo
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- B23F9/08—Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob
- B23F9/082—Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob with a hob
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Description
Die Erfahrungen haben gezeigt, daß die mit Hilfe von Abwälzfräsern hergestellten Spiralkegelräder, deren Kurvenverlauf evolventisch bzw. abgeändert evolventisch ist, für die praktischen Bedürfnisse ungeeignet sind. Die Mängel liegen, sofern die Räder überhaupt herstellbar sind, im \vesentlichen in der Anlage der Zahnfianken auf der ganzen Zahnlänge und der verhältnismäßig großen Schräge der Zahnspirale und den damit verbundenen hohen Axialdrücken.Experience has shown that those produced with the help of hob cutters Spiral bevel gears, the curve of which is involute or, if modified, involute, are unsuitable for practical needs. The defects are provided the wheels can be produced at all, essentially in the system of the tooth edges all over the place Tooth length and the relatively large incline of the tooth spiral and the with it associated high axial pressures.
Solche Räder sind unbrauchbar, weil sie schon bei geringen Einbauungenauigkeiten, Verlagerungen der Achsen usw., nicht ausweichen können, sich in den Zahnfianken festklemmen und als Folge lärmen, zu rasch abnutzen, fressen oder brechen. Die große Schräge ' der evolventenförmig gekrümmten Zahnspirale ist bei verschiedenen bekannt gewordenen Verfahren im wesentlichen zwangsläufig auf die Einstellung des Fräsers zum Rohling zurückzuführen, indem dabei ein gewisser Mindestzwischenraum zwischen dem Grundkreis, von dem die evolventische Spiralkurve entwickelt wird, und dem inneren Kegelradkreis bestehen und deshalb ein Ausschnitt aus der Evolventenspirale als Zahnbogen verwendet werden muß, der verhältnismäßig weit vom Grundkreis der Evolvente (wo der Spiralwinkel = o:) entfernt ist, und der nutzbare Zahnbogen mit einem verhältnismäßig großen Anfangsspiralwinkcl beginnt.Such wheels are unusable because even with minor installation inaccuracies, displacements of the axles, etc., they cannot move, get stuck in the tooth fins and as a result make noise, wear out too quickly, eat or break. The large inclination of the involute-shaped curved tooth spiral is essentially inevitably due to the setting of the milling cutter to the blank in various known methods, in that there is a certain minimum gap between the base circle from which the involute spiral curve is developed and the inner bevel gear circle and therefore a section of the involute spiral must be used as the dental arch, which is relatively far from the base circle of the involute (where the spiral angle = o :) , and the usable dental arch begins with a relatively large initial spiral angle.
Die Erfindung der Palloidverzahnung und des Herstellungsverfanrens hierfür bringt hier eine grundsätzliche Änderung.The invention of the palloid toothing and the manufacturing process for this bring here a fundamental change.
Gegenstand der Erfindung ist ein Winkelrad mit längsgekrümmten Zähnen, dessen Zahnbogen auf der konvexen Seite stets stärker gekrümmt sind als auf der konkaven Seite und einen sehr kleinen Anfangsspiralwinkel am inneren Raddurchmesser haben. Solche Räder haben eine Reihe von praktischen Vorteilen, die, ebenso wie die zu ihrer Herstellung erforderlichen Verfahren, Fräser und Maschine usw., nachstehend näher beschrieben werden sollen.The subject of the invention is an angle wheel with longitudinally curved teeth, the tooth arches of which are always more curved on the convex side than on the concave side and have a very small initial spiral angle on the inner wheel diameter. Such wheels have a number of practical advantages which, as well as the methods, milling cutters and machines, etc. required for their manufacture, will be described in more detail below.
Abb." ι ist ein Schnitt durch eine Ebene eines Planrades 1 und eines Ritzelzahnes 2, der in diese Ebene des Planrades abgewikkelt ist. Ritzelzahn in richtiger Stellung zum Rad.Fig. "Ι is a section through a plane a crown gear 1 and a pinion tooth 2, which unwound in this plane of the crown gear is. Pinion tooth in the correct position to the wheel.
Abb. 2 ist ein Schnitt wie in Abb. 1, wobei der Ritzelzahn aus der richtigen Lage herausgezogen ist.Fig. 2 is a section as in Fig. 1 with the pinion tooth pulled out of position is.
Abb. 3 ist ein Längsschnitt durch den Fräser.Fig. 3 is a longitudinal section through the milling cutter.
Abb. 4 ist ein Schema der Maschine zur Herstellung der Fräser.Fig. 4 is a schematic of the machine for making the milling cutters.
Abb. 5 zeigt eine Ausführungsform einer Führungskurve zur Herstellung der Hubkiirve 12 (Abb. 4).Fig. 5 shows an embodiment of a guide curve for producing the lifting curve 12 (Fig. 4).
Abb. 6 zeigt die Lage des Werkzeugplanrades zu den Winkelrädern und das Schneiden der verschiedenen Lückenweite entlang den Zahnkurven.Fig. 6 shows the position of the tool face gear in relation to the bevel gears and the cutting the different gap widths along the tooth curves.
Abb. 7 ist die geometrische Zeichnung zur Erklärung der besonderen Einstellung des Fräsers zum Werkzeugplanrad.Fig. 7 is the geometrical drawing to explain the special setting of the Milling cutter to the tool face wheel.
Abb. S ist ein Grundriß zur Abb. 7, worin ein Teil des Fräsermantels abgewickelt ist. Abb. 9 ist ein Schnitt durch die Fräsmaschine. Fig. S is a plan view of Fig. 7, in which part of the cutter jacket is developed. Fig. 9 is a section through the milling machine.
Abb. 10 ist ein Grundriß der Fräsmaschine. Bei den Winkelrädern der vorliegenden Erfindung hat die envähnte Ungleichheit der Krümmung der konvexen und konkaven Zahnbogen die Wirkung, die Räder gegen Einbaufehler und Achsverlagerungen unempfindlich zu machen, indem durch die Verschiedenheit der sich berührenden Zahnbogenkrümmung die Zahnanlage in theoretisch richtiger Stellung der Räder auf die Mitte der Zahnbreite beschränkt wird und bei Veränderung der Stellung der Räder zueinander nach dem einen oder anderen Ende der Zahnbreite hin wandern kann, ohne die Länge der Zahnanlage nennenswert zu verkürzen.Fig. 10 is a plan view of the milling machine. In the case of the bevel gears of the present invention, the aforementioned inequality has the Curvature of the convex and concave dental arches the effect of the wheels against installation errors and to make axial misalignments insensitive by the difference in the contacting dental arch curvature the tooth system in the theoretically correct position of the wheels on the center of the tooth width is limited and when changing the position of the wheels to each other after one or the other end of the tooth width can migrate without affecting the length of the tooth system to shorten significantly.
Abb. ι zeigt die Flankenanlage im Schnitt durch eine Ebene des Planrades 1 und eines Ritzelzahnes 2, der in der Planradebene abgewickelt wurde. Die Flanken 7 und 9 berühren sich entlang der Zone 3, wenn das Ritzelnach rechts treibt. Die Flanken 8 und 10 berühren sich entlang der Zone 4, wenn das Ritzel nach links treibt. Wird das Ritzel aus dem Rad herausgezogen, wie in Abb. 2 dargestellt, so verschiebt sich die Zahnanlage nach den Zonen 5 und 6, ohne ein punktweises, geräuschbildendes Tragen an den Zahnkanten außen oder innen zu verursachen. Die Verzahnung ist dadurch gegen Verlagerungen der Räder zueinander unempfindlich. Mit dieser Unempfindlichkeit ist eine besonders große Bruchfestigkeit infolge der ungefähr gleichen Zahnstärke der Verzahnung verbunden. Die Verzahnung hat, auf der ganzen Zahnlänge gesehen, ungefähr gleiche Zahnhöhe und, im Normalmodul gesehen, ungleiche Zahnstärke, derart, daß die Zähne an beiden Enden gleich stark, nach der Mitte zu stärker sind.Fig. Ι shows the flank system in section through a plane of the plan gear 1 and one Pinion tooth 2, which was developed in the plane gear plane. The flanks 7 and 9 touch along zone 3 when the pinion drives to the right. The flanks 8 and 10 touch each other along zone 4 when the pinion drives to the left. Will the pinion pulled out of the wheel, as shown in Fig. 2, the tooth system shifts according to zones 5 and 6, without causing point-wise, noise-producing wear on the tooth edges outside or inside. As a result, the toothing is insensitive to displacement of the wheels in relation to one another. With this insensitivity is a particularly high breaking strength due to the approximately same tooth thickness of the toothing connected. The gearing has, all over the place Tooth length seen, roughly the same tooth height and, seen in the normal module, unequal Tooth strength, such that the teeth are equally strong at both ends, stronger towards the middle are.
Normalerweise wird die Tragzone der Flanken in der lütte der Zahnbreite liegen. In Fällen, in denen das Nachgeben der Lagerung usw. in der einen oder anderen Richtung von vornherein als besonders groß bekannt ist, kann die Tragzone entsprechend nach dem größeren oder kleineren Winkelraddurchmesser hin verlegt werden durch eine besondere, später beschriebene Verstellung des Fräsers zum Werkstück oder entsprechende Verstellung des Werkstückes selbst. Der kleine Anfangsspiralwinkel hat die Wirkung, den Axialdruck gering zu halten, was besonders bei nicht starr gelagerten Winkelrädern deshalb von Wichtigkeit ist, weil, je größer die Axialdrücke sind, um so größer die Neigung der Getriebe zu Verlagerungen, ungewöhnlicher Abnutzung, Zahnbrüchen usw. ist.Normally, the bearing zone of the flanks will be in the width of the face. In Cases where the yielding of storage, etc. in one direction or another is known from the outset to be particularly large, the support zone can be adjusted according to the larger or smaller angular wheel diameter be relocated by a special, later described adjustment of the milling cutter to the workpiece or corresponding Adjustment of the workpiece itself. The small initial spiral angle has the effect of keeping the axial pressure low, which is particularly important for angular gears that are not rigidly mounted, because the greater the axial pressures, the greater the tendency of the gears to shift, unusual wear and tear, broken teeth, etc.
Außerdem weisen die Winkelräder gemäß Erfindung eine weitere Besonderheit auf, indem bei Kegelrädern, die gehärtet werden, das treibende Rad mit einem kleineren Eingriffswinkel verzahnt wird als das getriebene Rad. Dieser Winkelunterschied hat den Zweck, die Kegelradzähne so zu formen, daß die nach dem Härten erforderliche Flankenläpp- bzw. Einschleifbehandlung erleichtert wird, indem die Zahnflanken an den Stellen, die beim Läppen durch gegenseitiges Abrollen der Räder aufeinander der größten Schleifwirkung der Schleifmasse ausgesetzt sind, nämlich am Zahnkopf und Zahnfuß, eine Schleifzugabe erhalten.In addition, the bevel gears according to the invention have a further special feature in that in the case of bevel gears that are hardened, the driving gear with a smaller pressure angle is geared as the driven wheel. This angle difference has the purpose of forming the bevel gear teeth so that the flank lapping or grinding treatment required after hardening is facilitated is by removing the tooth flanks at the points that occur during lapping by mutual rolling the wheels are exposed to the greatest grinding effect of the grinding compound on each other, namely on the tooth tip and tooth base, receive a grinding allowance.
Die größte Gleitgeschwindigkeit zweier aufeinander abwälzender Zahnflanken macht sich am Zahnkopf und Zahnfuß bemerkbar. Die Schleifwirkung ist dort am größten und nimmt nach dem Teilkreis hin ab. Da der Eingriff zweier Räder so vor sich geht, daß zuerst der Zahnkopf des getriebenen Rades unterhalb des Teilkreises mit der Gegenflanke stoßend in Berührung kommt, muß der Zahnkopf des getriebenen Rades und der Zahnfuß des treibenden Rades zurücktreten. Die treibende Flanke des treibenden Rades gleitet ziehend aus dem Eingriff mit der getriebenen Flanke des Gegenrades heraus. Hierfür muß am Zahnkopf des treibenden und am Zahnfuß des getriebenen Rades eine Sc'hleifzugabe vorhanden sein. Die Schleifzugabe im Zahnkopf des treibenden Rades erzielt man dadurch, daß man dem Fräser für das treibende Rad einen kleineren, d. h. spitzeren Flankenwinkel gibt, die Schleifzugabe im Zahnfuß des getriebenen Rades erhält man, indem man dem Gegenfräser einen größeren, d.h. stumpferen Flankenwinkel gibt.The greatest sliding speed of two tooth flanks rolling on each other is achieved noticeable at the tooth tip and tooth base. The grinding effect is greatest there and decreases towards the pitch circle. Since the engagement of two wheels takes place in such a way that first the tooth tip of the driven wheel below the pitch circle with the opposite flank comes into abutting contact, the tooth tip of the driven wheel and the tooth base step back on the driving wheel. The driving flank of the driving wheel slides pulling out of engagement with the driven flank of the mating gear. Therefor There must be a grinding allowance at the tooth tip of the driving gear and at the tooth base of the driven gear. The grinding allowance in the tooth tip of the driving wheel is achieved by giving the milling cutter for the driving wheel a smaller, d. H. there is a more acute flank angle, the grinding allowance in the tooth root of the driven gear is obtained by adding a larger, i.e. more obtuse, flank angle to the counter milling cutter gives.
Das Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Winkelräder mit längsgekrümmten Zähnen im ununterbrochenen Wälzverfahren ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Wälzfräsers, dessen Teil-, Kopf- and Fußmantel nach außen konkav gekrümmt sind (Abb. 3), sowie durch dessen besondere Einstellung auf der Fräsmaschine (Abb. 7 und 8), wobei Fräser und Werkstück sich ununterbrochen im Verhältnis der Gangzahl des Fräsers zur Zähnezahl des Werkstückes drehen und der Fräser um die Mittelachse des zum Rohling gehörenden ideellen Planrades herumgeschwenkt wird und diese zusätzliche Schwenkung durch ein Differential ausgleichend auf die Drehzahl von Werkstück und Fräser übertragen wird.The process for making the angle gears described above with longitudinally curved Teeth in the uninterrupted generating process is characterized by the use of a hob, the part, head and foot surface of which is curved concavely to the outside (Fig. 3), as well as its special setting on the milling machine (Fig. 7 and 8), whereby the milling cutter and workpiece are uninterrupted in relation to the number of threads Turn the milling cutter to the number of teeth on the workpiece and the milling cutter around the central axis of the ideal plan gear belonging to the blank is swiveled around and this additional Pivoting is transmitted by a differential to compensate for the speed of the workpiece and milling cutter.
Die Einstellung des Fräsers im Rahmen des Verfahrens geschieht derart, daß der Fräser mit seinem ersten vollen Zahn am kleinen Fräserdurchmesser in einem Kreis mit dem Radius AIa, der etwa 0,5 mm kleiner ist als der innere Teilkreis des ideellen Planrades (auf dem der Teilkreis am kleinen Durchmesser des Winkelrades abrollt), so eingestellt wird, daß die Sehne über seiner konkav gekrümmten Mantellinie mit der Tangente an den Kreis mit dem Radius Md einen Winkel T-j-γ einschließt, wobei dieser Winkel sich zusammensetzt aus dem Anfangsspiralwinkel τ des zu fräsenden Kegelrades und dem Steigungswinkel γ des Fräsers am ersten vollen Zahn des verjüngten Endes (Abb. S). Dieser Einstellwinkel kann, je nachdem der Fräser Rechts- oder Linksspirale im Verhältnis zum Rohling hat, entweder die Summe oder die Differenz dieser beiden Winkel betragen, er kann also sein entweder τ -j- γ oder τ — γ.The setting of the milling cutter is done in such a way that the milling cutter with its first full tooth on the small milling cutter diameter is in a circle with the radius AIa, which is about 0.5 mm smaller than the inner pitch circle of the ideal face gear (on which the pitch circle on the small diameter of the bevel gear), is set so that the chord forms an angle Tj-γ above its concave surface line with the tangent to the circle with radius Md , this angle being made up of the initial spiral angle τ of the bevel gear to be milled and the helix angle γ of the cutter on the first full tooth of the tapered end (Fig. S). Depending on whether the milling cutter has a right or left spiral in relation to the blank, this setting angle can be either the sum or the difference of these two angles, so it can be either τ -j- γ or τ-γ.
Der Einstellwinkel τ -~- γ wird vorgezogen, weil mit dieser Einstellung· der kleinste Anfangsspiralwinkel erreichbar ist. Durch diese Einstellung liegt der Fräser mit seiner nach außen konkav gekrümmten Mantellinie derart quer über dem Zahnkranz des ideellen Planrades, daß die Sehne über seiner gekrümmten Mantellinie einen Kreis mit dem Radius R um den Planradmittelpunkt berührt (Abb. 8). Der Radius R ergibt sich aus R = Al1] (cos τ —γ). Beim Durchschwenken des Fräsers um die Planradachse bestreicht daher der Fräser mit seiner Mantelfläche die ganze Zahnbreite des zu fräsenden Rades, wobei jedem einzelnen Fräserzahn ein bestimmter kurzer Abschnitt der zu fräsenden Zahnbreite zur Ausbildung des Zahnprofils zugewiesen ist. Hat der Fräser z. B. zehn Schleifnuten und in einer Zahnreihe sieben Zähne, von denen· der erste am inneren und der letzte am äußeren Durchmesser des Werkstückes liegt, so wird die Zahnbreite in 70 +5 kleine Abschnitte geteilt, die von je einem Fräserzahn fertig bearbeitet werden. Da nun die Zahnstange, die der Fräser im Achsenschnitt bildet, nach außen konkav gekrümmt ist, schneiden beim Durchschwenken des Fräsers in der Planradebene die in der Mitte des Fräsers befindlichen, in der konkaven Fräserlinie zurücktretenden schwächeren Zähne eine schmalere Zahnlücke, die nach den Enden mit zunehmender Fräserzahnstärke größer wird. Dementsprechend sind die erzeugten Zähne bei beiden miteinander kämmenden Winkelrädern in der Mitte stärker als nach den Enden zu. Sie' liegen darum an ihren Zahnrlanken nicht über die ganze Zahnlänge an. Die Berührungszone zweier zusammenlaufender Zahnrlanken wird dadurch normalerweise in der Mittelpartie der Zahnbreite liegen. Die Tragzone braucht jedoch, wie schon erwähnt, nicht immer in der Mitte der Zahnbreite zu liegen, sondern kann bei Anwendung des Verfahrens und bei gegebener Krümmung der Fräsermantellinie durch die Einstellung des Fräsers reguliert werden. Dazu dient folgendes: Die zu schneidende Zahnbreite B bestimmt den zum Schneiden kommenden Teil P1-P* der ganzen Fräserlänge. Durch die Größe der wirklich, zum Fräsen benutzten Fräserlänge wird die Einstellung des Fräsers bestimmt. Will man also beispielsweise ein Rad von der Zahnbreite B in Abb. S schneiden, dann wird nicht die ganze Fräserlänge P0-Ps zum, Schneiden kommen, sondern nur die Fräserlänge mit der Sehne P1-P*. Diese Sehne muß in die Ebene des Planrades eingestellt, also in den Winkel r, (Abb. 7) geschwenkt werden. Das kann durch Verstellung des Fräsers oder des Werkstückes geschehen.The setting angle τ - ~ - γ is preferred because with this setting · the smallest initial spiral angle can be achieved. As a result of this setting, the cutter lies with its outwardly concavely curved surface line across the toothed rim of the ideal face gear that the chord above its curved surface line touches a circle with radius R around the center of the face gear (Fig. 8). The radius R results from R = Al 1 ] (cos τ -γ). When swiveling the milling cutter around the face gear axis, the milling cutter sweeps the entire tooth width of the wheel to be milled with its outer surface, with each individual milling cutter tooth being assigned a specific short section of the tooth width to be milled to form the tooth profile. Has the cutter z. B. ten grinding grooves and seven teeth in a row of teeth, of which · the first is on the inner and the last on the outer diameter of the workpiece, the tooth width is divided into 70 +5 small sections, each of which is finished by one cutter tooth. Since the rack, which the milling cutter forms in the axial section, is concave outwards, when the milling cutter is swiveled through in the plane gear plane, the weaker teeth located in the center of the milling cutter and receding in the concave milling cutter line cut a narrower tooth gap, which at the ends with it increasing cutter tooth thickness becomes larger. Accordingly, the teeth produced are stronger in the middle than towards the ends of the two bevel gears meshing with one another. They are therefore not in contact with their tooth ranks over the entire length of the tooth. The contact zone of two converging tooth ranks will normally be in the middle of the tooth width. However, as already mentioned, the load-bearing zone does not always have to be in the middle of the face width, but can be regulated by adjusting the cutter when using the method and given the curvature of the cutter surface line. The following is used for this: The face width B to be cut determines the part P 1 -P * of the entire milling cutter length that is to be cut. The setting of the cutter is determined by the size of the cutter length actually used for milling. For example, if you want to cut a wheel with face width B in Fig. S, then not the entire milling cutter length P 0 -Ps will be used, but only the milling cutter length with chord P 1 -P *. This chord must be set in the plane of the crown gear, i.e. swiveled into the angle r (Fig. 7). This can be done by adjusting the milling cutter or the workpiece.
Darüber hinaus hat man es noch in der Hand, durch eine Veränderung des so bestimmten Winkels r, die Tragzone aus der Mitte der Zahnbreite mehr nach dem großen oder kleinen Durchmesser des Rades hin zu legen.In addition, you still have it in your hand by changing what is so definite Angle r, the bearing zone from the center of the face width more towards the large one or to put the small diameter of the wheel down.
Der kleinste erreichbare Spiralwinkel - am Innendurchmesser des Rades ist abhängig vom kleinsten praktisch ausführbaren Durchmesser des Fräsers an seinem verjüngten Ende. Das ergibt sich aus folgender Rechnung :The smallest attainable spiral angle - on the inside diameter of the wheel depends on the smallest practically feasible diameter of the milling cutter at its tapered end. This results from the following calculation:
Der Krümmungsradius ? der konkaven Zahnkurve im Punkte P0 (Abb. 8' am kleinen Durchmesser des Rades muß gleich oder größer sein als der Krümmungsradius p.p der konvexen Fräserzahnflanke des ersten vollen Fräserzahnes am kleinen Fräserdurchmesser im Punkte P, dieser istThe radius of curvature? the concave tooth curve at point P 0 (Fig. 8 'at the small diameter of the wheel must be equal to or greater than the radius of curvature pp of the convex cutter tooth flank of the first full cutter tooth at the small cutter diameter at point P, which is
Kt ~~ sin (ε + <5) Kt ~~ sin (ε + <5)
worin ε der Winkel ist, den die Sehne über die gekrümmte Fräsermantellinie mit der Fräserachse
bildet, b ist der halbe Flankenwinkel des Fräserzahnes. Um den kleinsten Spiralwinkel
am kleinen Durchmesser des Rades nc zu erhalten, muß ρ = ρ/·· sein.
Somit ist die Strecke Ai j: where ε is the angle that the chord forms over the curved cutter surface line with the cutter axis, b is half the flank angle of the cutter tooth. To get the smallest spiral angle at the small diameter of the wheel nc, ρ = ρ / ·· must be.
Thus the segment Ai j is:
Mj = }'e,r + {Qf — Ci · tg γ)-Mj =} 'e, r + {Qf - Ci · tg γ) -
worin γ der Steigungswinkel der Fräserzahn- 11; spirale im Punkte P ist (Abb. 7 ^.
Der Einstellwinkel - ergibt sich auswhere γ is the helix angle of the cutter tooth 11; spiral at point P is (Fig. 7 ^.
The setting angle - results from
C JlC Jl
ι 2 ZpI ι 2 ZpI
cos τ -—-- ^r- -.= ^j cos τ -—-- ^ r- -. = ^ j
Diese Fräsereinstellung ist wesentlich für den Erfindungsgedanken zur Erzielung von ein-This milling cutter setting is essential for the inventive idea to achieve one
bauunempfindlichen Winkelrädern mit kleinem Anfangsspiralwinkel der beschriebenen Art. Zum Fräsen eines rechtsspiraligen Rades wird vorzugsweise ein linksgängiger Fräser verwendet und zum Schneiden eines linksspiraligen Rades ein rechtsgängiger Fräser. Die Verzahnungsrnaschine, auf der die obenerwähnten Fräser die beschriebenen Winkelräder erzeugen, hat im Prinzip die in den ίο Abb. 9 und io dargestellten Einrichtungen. Die Abbildungen stellen nur eine der möglichen Lösungen dar. Auf der Maschine können sowohl Winkelräder mit sich schneidenden als auch solche mit sich kreuzenden Achsen verzahnt werden. Der Werkzeugspindelstock 47 ruht auf dem Bett 46 und ist auf der Führungsbahn 49 verschiebbar, um den Fräser auf die gewünschte Frästiefe einstellen zu können. Der Fräser 11 ist im 2o' Fräskopf 50 eingespannt und wird vom Gegenhalter 51 an der Spitze abgestützt. Der Fräskopf 50 ist um die Achsen 52 und 53 ■schwenkbar. Die Platte 54, die den Fräskopf 50 trägt, ist auf der Planscheibe 55 radial verschiebbar befestigt. Die Planscheibe 55 ist um die Maschinenmittelachse 65 drehbar und wird von der Schnecke 56 angetrieben. Der Werkstückspindelstock 48 ist in einer senkrechten Führung 57 verschiebbar und trägt die Werkstückspindel 58, auf deren einem Ende das große Teilschnekkenrad 59 und die Aufspannscheibe 60 für das Werkstücktellerrad 35 sitzt, während auf dem anderen Spindelende das Werkstückritzel 34 befestigt \verden kann. Selbstverständlich könnten Ritzel und Tellerrad auch nur auf einem Ende der Werkstückspindel befestigt werden. Der Führungskörper 57 ist um die Achse 61 um 360° drehbar und ruht auf dem Quersupport 62 parallel zur Planscheibenebene verschiebbar. Der Quersupport 62 ruht wiederum auf einem Längssupport 63 und ist in Richtung der Maschinenachse verschiebbar. Der Antrieb der Maschine erfolgt von der Riemenscheibe 64 aus auf die Welle 65 und teilt sich.construction-insensitive angular gears with a small initial spiral angle of the described Art. A left-handed cutter is preferred for milling a right-hand spiral wheel and a right-hand cutter to cut a left-hand spiral wheel. The gear cutting machine on which the above-mentioned milling cutters use the described angular gears produce, has in principle the facilities shown in the ίο Fig. 9 and io. The illustrations represent only one of the possible solutions. On the machine you can bevel gears with intersecting as well as those with intersecting axes are toothed. The tool headstock 47 rests on the bed 46 and is displaceable on the guide track 49 in order to set the milling cutter to the desired milling depth to be able to. The milling cutter 11 is clamped in the 2o 'milling head 50 and is held by the counter holder 51 supported at the top. The milling head 50 is about the axes 52 and 53 ■ swiveling. The plate 54, which carries the milling head 50, is on the face plate 55 attached to be radially displaceable. The face plate 55 is around the machine center axis 65 rotatable and is driven by the worm 56. The workhead 48 can be moved in a vertical guide 57 and carries the workpiece spindle 58, on one end the large worm gear 59 and the clamping disc 60 for the workpiece ring gear 35 is seated, while the workpiece pinion is on the other end of the spindle 34 attached \ verden. Of course, the pinion and crown wheel could also can only be attached to one end of the workpiece spindle. The guide body 57 is rotatable about the axis 61 by 360 ° and rests on the transverse support 62 and is displaceable parallel to the plane of the faceplate. The cross support 62 again rests on a longitudinal support 63 and is displaceable in the direction of the machine axis. The machine is driven by the pulley 64 on the shaft 65 and splits.
1. in den Antrieb des Fräsers,1. in the drive of the milling cutter,
2. in den Antrieb der Werkstückspindel und2. in the drive of the workpiece spindle and
3. in den Antrieb der Planscheibe.3. in the drive of the faceplate.
Der Fräserantrieb geht über die Welle 65, Kegelradpaar 66, Welle 67, Schiebekegelradpaar 68 auf Welle 69, Kegelradpaar 70, Schneckenwelle 52 auf den Fräser, der um diese WeEe schwenkbar ist. Der Antrieb der Werkstückspindel geht über das Kegelradpaar ji durch Differential 72 auf Welle 73, Kegelradpaar 74 auf Welle 75, Schiebekegelradpaar 76, Welle 77, Kegelradpaar 78 auf Welle 79, Schiebekegelradpaar 80 aufThe milling cutter drive goes via the shaft 65, bevel gear pair 66, shaft 67, sliding bevel gear pair 68 on shaft 69, bevel gear pair 70, worm shaft 52 on the milling cutter, which can be pivoted about this distance. The drive of the workpiece spindle goes through the bevel gear pair ji through differential 72 on shaft 73, bevel gear pair 74 on shaft 75, push bevel gear pair 76, shaft 77, bevel gear pair 78 on shaft 79, push bevel gear pair 80
So Welle 61, Scliiebekegelradpaar 81 auf Welle S2, Teihvechselräder S3 auf Schneckenwelle S4 auf das große Teilschneckenrad 59, das auf der Werkstückspindel 58 sitzt. Der Antrieb der Planscheibe geht von der Schnecke 85 auf WeUe 86 über Schalträder 87 auf die Differentialschneckenwelle 88 und von dieser über die Wechselräder 89 auf die Schneckenwelle 56, die das Schneckenrad der Planscheibe antreibt. Die Verschiebungen der Supporte und Schlitten erfolgen durch bekannte Mittel.So shaft 61, pinion gear pair 81 on shaft S2, part change gears S3 on worm shaft S4 on the large part worm gear 59, the seated on the workpiece spindle 58. The face plate is driven by the worm 85 on WeUe 86 via ratchet wheels 87 on the differential worm shaft 88 and from this via the change gears 89 on the worm shaft 56, which the worm wheel of Drives faceplate. The displacements of the supports and slide are made by known ones Middle.
Die Verschiebung des Fräsers radial zur Planscheibenmitte in Richtung der Welle 67 ermöglicht die Einstellung der in der Rechnung erwähnten Maschinendistanz M,i- Die Drehung des Fräserkopfes um die Achse 69 dient zur Einstellung des Fräsers in dem Winkel τ-{-γ zur Tangente an einen Kreis des Planrades mit dem Radius Md um den Planradmittelpunkt. Die Drehung der Planscheibe 55 hat den Zweck, den Fräser allmählich tangential am Teilkegel des Werkstückes vorbeizuführen, so daß die Fräserzähne allmählich in den Radkörper eindringen bis auf volle Zahntiefe und nach Beendigung des Fräserdurchganges auf der anderen Seite wieder austreten. Die senkrechte Verstellbarkeit des ganzen Spindelstockes ermöglicht die Herstellung von Winkelrädem mit sich kreuzenden Achsen, indem das kleinere zweier miteinander kämmender Winkelräder um die Größe der verlangten Achsversetzung über oder unter die Mitte der Planscheibe auf der Verzahnungsmaschine versetzt wird.The displacement of the milling cutter radially to the faceplate center in the direction of the shaft 67 enables the setting of the machine distance M, i mentioned in the calculation Circle of the plan gear with the radius Md around the center of the plan gear. The purpose of rotating the face plate 55 is to gradually guide the cutter tangentially past the partial cone of the workpiece so that the cutter teeth gradually penetrate the wheel body to full tooth depth and emerge again on the other side after the cutter has passed through. The vertical adjustability of the entire headstock enables the production of angular gears with intersecting axes by displacing the smaller of two intermeshing angular gears above or below the center of the faceplate on the gear cutting machine by the size of the required axis offset.
Der obenerwähnte, für das Verfahren kennzeichnende Fräser kann ein- oder mehrgängig sein. Im Schnitt durch die Achse steEt sein Mantel eine nach außen konkav gekrümmte Zahnstange dar, deren Zähne senkrecht zur Sehne über die Krümmungsbogen der Kopf-, Teil- und Fußmantellinien stehen (Abb. 3).The milling cutter mentioned above, which characterizes the process, can be single or multi-start be. In the section through the axis, its jacket represents a toothed rack that is concavely curved outwards and its teeth perpendicular to the chord over the arch of curvature of the head, part and foot mantle lines stand (Fig. 3).
Die Zahnstärke des Fräsers, gemessen auf der Sehne über die gekrümmte Teilmantellinie, ist veränderlich, und zwar sind die Zähne des Fräsers am großen und kleinen Durchmesser gleich stark, nach der Mitte, der Mantellinie zu nimmt die Zahnstärke ab. Vom kleinen Durchmesser aus betrachtet, nimmt die Steigung der konkaven Flanke nach der Mitte der Mantellinie hin zu und von hier aus nach dem großen Durchmesser Wn wieder ab. Bei der konvexen Zahnflanke des Fräsers nimmt die Steigung nach der· Mitte der Mantellinie hin ab und von da zum großen Durchmesser Mn wieder zu.The tooth thickness of the milling cutter, measured on the chord over the curved partial surface line, is changeable, namely the teeth of the milling cutter are equally strong on the large and small diameter, towards the middle, towards the surface line, the tooth thickness decreases. Seen from the small diameter, the slope of the concave flank increases towards the center of the surface line and from here down again after the large diameter Wn. With the convex tooth flank of the milling cutter, the slope decreases towards the center of the surface line and from there to large diameter Mn again.
Der Fräser wird nach einem besonderen Hinterdrehverfahren hergestellt, indem der normalen, bekannten Hinterdrehbewegung des Werkzeuges (Drehstahl, Fräser oder Schleifstein) eine weitere Radialbewegung hinzugefügt wird, die durch eine Kurve undWech-The milling cutter is manufactured using a special back-turning process, in which the normal, known back-turning movement of the tool (turning tool, milling cutter or grindstone) another radial movement is added, which is created by a curve and
selräder gesteuert wird. Die Zusatzbewegung ist radial auf die Fräsermitte zu gerichtet und nähert das Werkzeug der Fräsermitte auf seinem Wege von einem Ende des Fräsers bis zur Mitte. Von der Mitte bis zum anderen Ende bewegt sich das Werkzeug wieder von der Fräsiermitte weg, indem es der Krümmung der Fräsermantellinien folgt. Die Steuerkurvenscfreibe kann beliebig ausgebildet werden; sie könnte einen Kreisbogen, eine Parabel oder sinusförmige Kurve oder irgendeine andere erhalten.Selräder is controlled. The additional movement is directed radially towards the center of the cutter and the tool approaches the center of the milling cutter on its way from one end of the milling cutter to to the Middle. From the middle to the other end, the tool moves from again away from the milling center by following the curvature of the milling surface lines. The control curve free can be designed in any way; it could be an arc of a circle, a parabola or a sinusoidal curve or any others received.
Die Maschine zur Herstellung der oben beschriebenen Wälzfräser hat im Prinzip die in Abb. 4 dargestellte Anordnung. Der Fräser 11 ruht zwischen zwei Kömerspitzen drehbar und wird von einem Mitnehmer durch Schneckengetriebe gedreht. Antrieb und Lagerung des Fräsers sind auf einem Tisch. 14 angebracht, der durch eine Leitspindel 15 mittels Führungen 16 und 17 auf dem Maschinenbett ι S verschoben wird. Das Schneidwerkzeug ^Schleifstein, Fräser oder Stahl) 19 ist auf einer Spindel 20 oder in Stahlhaltern oder auf eine andere Art in dem. Support 21 befestigt, der in den Gleitführungen 22 und 23 eines zweiten Supports 24 verschoben werden kann. Bewegt wird der Support 21 von einer Hubscheibe 25.. die im zweiten Support 24 drehbar gelagert ist. Mittels Ölkolben oder Federn wird der Support 21 dauernd gegen die Hubscheibe 25 gedrückt; die -Hubscheibe 25 verursacht die Hinterdrehbewegung " des Werkzeuges. Der zweite Support 24 läßt sich, auf den Führungsbahnen 26 und 27 des Bettes iS verschieben und wird von einem Ölkolben oder einer Feder gegen die im Bett drehbar gelagerte Kurvenscheibe 12 angedrückt. Die Kurvenscheibe 12 ist durch Wechselräder 2 S, 29, 30. Welle 31, Stirnrad 32 mit der Zahnstange 33 verbunden. Die Zahnstange 33 sitzt fest an dem. Tisch 14 und bewegt das Stirnrad 32 und damit auch die Kurvenscheibe 12 in Abhängigkeit von der Tischbewegung, so daß die am Fräser herzustellende Krümmung der Mantellinien der Fräserlänge entsprechend eingestellt werden kann. Fräserantrieb, Maschinenantrieb und Tischbewegung durch Leitspindel sind durch bekannte Maschinenelemente in üblicherweise verbunden.The machine for producing the hobs described above basically has the arrangement shown in Fig. 4. The milling cutter 11 rests rotatably between two grain tips and is rotated by a driver through a worm gear. The drive and bearing of the milling cutter are on one table. 14 attached, which is moved by a lead screw 15 by means of guides 16 and 17 on the machine bed ι S. The cutting tool (grinding stone, milling cutter or steel) 19 is on a spindle 20 or in steel holders or in some other way in the. Support 21 attached, which can be moved in the sliding guides 22 and 23 of a second support 24. The support 21 is moved by a lifting disk 25... Which is rotatably mounted in the second support 24. The support 21 is continuously pressed against the lifting disk 25 by means of oil pistons or springs; The lifting disk 25 causes the backward turning movement of the tool. The second support 24 can be moved on the guideways 26 and 27 of the bed iS and is pressed by an oil piston or a spring against the cam disk 12 rotatably mounted in the bed connected to the rack 33 by change gears 2S, 29, 30. Shaft 31, spur gear 32. The rack 33 is seated firmly on the table 14 and moves the spur gear 32 and thus also the cam disk 12 as a function of the table movement, so that the The curvature of the surface lines to be produced on the milling cutter can be adjusted according to the milling cutter length.
Auf Grund des Verfahrens ist die Arbeitsweise des Fräsers derart, daß die Zähne am groljen Durchmesser des Fräsers die Hauptschrupparbeit verrichten, und da der Flugkreis der Zähne um so kleiner wird, je kleiner der Durchmesser des Fräsers ist, auf dem sie liegen, so wird allmählich der jedem Zahn zufallende Anteil an derSchrupparbeil kleiner, so daß die im ersten Clang· am kleinen Durchmesser des Fräsers liegenden Schneidzähne nur noch Schlichtarbeit zu leisten haben, indem die vorhergehenden Zähne die auf einem größeren Fräserdurch- ί messer wegen ihres größeren Flugkreises die Schrupparbeit für diejenigen Zähne mit kleinerem Flugkreis verrichten. Damit nun die Leistung der Zähne nach dem großen Durchmesser hin entsprechend der Zunahme der ihnen zufallenden Schrupparbeit so groß wie möglich, wird, erhalten die Zähne keine radiale Schneidbrust, sondern einen sogenannten Unterschnitt, der am kleinen Fräserdurchmesser am kleinsten ist und nach dem großen Fräserdurchmesser hin allmählich zunimmt bis zu einem Größtwert. So beträgt z. B. der Unterschnittwinkel am großen Durchmesser io: und am kleinen Durchmesser o°. Die Grenzwerte des Unterschnittwinkels am großen und kleinen Durchmesser können je nach dem Werkstoff, den der Fräser zu bearbeiten hat, verschieden sein. Die Veränderlichkeit des Unterschnittwinkels wird in einer Sonderschleifmaschine erreicht, auf der die Schleifscheibe, durch eine Schablone gesteuert, relativ zur Radiale des Fräsers mehr oder weniger geneigt wird. Der Schwenkpunkt der Schleifscheibe ist dabei genau in die Zahnkopflinie des Fräsers verlegt. Due to the method, the milling cutter works in such a way that the teeth do the main roughing work on the largest diameter of the milling cutter, and since the cutting circle of the teeth becomes smaller, the smaller the diameter of the milling cutter on which they are located, it becomes gradual The proportion of the grinding ax accruing to each tooth is smaller, so that the cutting teeth lying in the first clang on the small diameter of the cutter only have to do the finishing work, while the preceding teeth, because of their larger cutting circle, do the roughing work for those on a larger cutter diameter Do teeth with a smaller pitch circle. So that the performance of the teeth towards the large diameter is as large as possible in accordance with the increase in the roughing work that occurs to them, the teeth are not given a radial cutting face, but a so-called undercut, which is smallest at the small cutter diameter and towards the large cutter diameter gradually increases up to a maximum value. So z. B. the undercut angle at the large diameter io : and at the small diameter o °. The limit values of the undercut angle on the large and small diameter can be different depending on the material that the milling cutter has to machine. The variability of the undercut angle is achieved in a special grinding machine on which the grinding wheel, controlled by a template, is more or less inclined relative to the radial of the milling cutter. The pivot point of the grinding wheel is positioned exactly in the tooth tip line of the milling cutter.
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