DE695306C

DE695306C - Rolling process for spherical grinding of the tooth flanks on face and bevel gears

Info

Publication number: DE695306C
Application number: DE1937A0084873
Authority: DE
Inventors: Karl Frei
Original assignee: Adolph Saurer AG
Current assignee: Saurer AG
Priority date: 1937-11-19
Filing date: 1937-11-19
Publication date: 1940-08-22
Also published as: FR846235A

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AI
22. AUGUST 1940ISSUE AI
AUGUST 22, 1940

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 49 d GRUPPE 3oiCLASS 49 d GROUP 3oi

Λ84873 Ibj4pdΛ84873 Ibj4pd

Karl Frei in Arbon, Schweiz,Karl Frei in Arbon, Switzerland,

ist als Erfinder genannt worden.has been named as the inventor.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. November 1937 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 25. Juli 1940Patented in the German Empire on November 19, 1937 Patent issued July 25, 1940

Die Erfindung betrifft ein Abwälzverfahren zum Balligschleifen der Zahnflanfcen an Stim- und Kegelrädern, deren Bezugs verzahnung (Zahnstange bzw. Planrad) geradlinige Zähne hat.The invention relates to a hobbing process for spherical grinding of the tooth flanges on end and bevel gears, their reference teeth (Rack or planetary gear) has straight teeth.

Beim Schleifen von Zähnen nach dem Abwälzverfahren kann auf zwei verschiedene Arten vorgegangen werden.When grinding teeth using the hobbing process, two different methods can be used Species are proceeded.

Das zu schleifende Zahnrad kann sich an einer sich drehenden Schleifscheibe mit feststehender Achse abwälzen, wobei die Schleiffläche der Scheibe die Flankenfläche des erzeugenden Zahnes im Planrade darstellt. In diesem Falle herrscht zwischen der Schleifscheibe und der zu schleifenden Zahnflanke Linienberührung. Es ist bei einem solchen Verfahren bekannt, beim Schleifvorgang ein mit einer hohlkegelförmigen Fläche versehenes Schleifglied zu verwenden, jedoch werden in diesem Falle nicht alle ZahnfLanfcen mit einer Hohlkegelfläche geschliffen, sondern nur die konvexen Flanken von Bogenzähneii.. • Es kann aber auch ein Zahnrad an. einer beweglichen, sich drehenden Schleifscheibe abgewälzt werden, wobei nur eine bestimmte Linie der Scheibe zur Wirkung kommt und die Scheibe die zu schleifende Zahnflanke nur in einem Punkt berührt. Die Flanke des erzeugenden Zahnes im Planrad wird damn durch die zur Wirkung kommende Linie der Schleifscheibe (z. B. eine Mantellinie einer Kegelfläche) und die Scheibenbewegung dargestellt. The gear to be ground can be on a rotating grinding wheel with a fixed Roll off the axis, whereby the grinding surface of the disc is the flank surface of the generating Represents tooth in planrade. In this case there is between the grinding wheel and the tooth flank to be ground line contact. It is known in such a method to use a grinding process with a hollow conical surface provided grinding member to use, however, will In this case, not all tooth flanges are ground with a hollow conical surface, but instead only the convex flanks of curved teeth. • But it can also be a gear. a moving, rotating grinding wheel are rolled off, whereby only a certain line of the disc comes into effect and the wheel only touches the tooth flank to be ground at one point. The flank of the The generating tooth in the crown gear is then affected by the line of the Grinding wheel (e.g. a surface line of a conical surface) and the wheel movement are shown.

Durch diese zweite Art des Schleifens lassen sich natürlich beliebige Zahnformen' erreichen, doch wird dabei die Führung der Scheibenbewegung mechanisch verwickelt, woraus sich- auch Fehlermöglichkeiten ergeben. By this second type of grinding of course, any tooth shape ' achieve, but the guidance of the disc movement is mechanically involved, from which there are also possibilities for errors.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf μι das erstgenannte Schleifverfahren. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß zum Balligschleifen der obengenannten Zahnflanfcen eine Schleifscheibe mit einer hohlkegelförmi-The present invention relates to μι the former grinding process. The essence of the invention is that for spherical grinding of the above tooth flanges a grinding wheel with a hollow conical

gen Schleiffläche verwendet wird. Die Zahn flanken werden bei dem Verfahren nach der Erfindung zuerst in gewöhnlicher Weise bearbeitet und werden dann mittels der genannten, eine hohlkegeiförmige Schleiffläche aufweisenden Schleifscheibe unter Benutzung eines der bekannten Abwälzverfahren so· behandelt, daß die gewünschte ballige Zahnform entsteht, und zwar wird die Schleif· ίο scheibe derartig auf die Zähne zur Einwirkung gebracht, daß in einem Profilschnitt durch den Scheitelpunkt der Zahnlängswölbung das gewünschte genaue Zahnprofil entsteht. Die Erfindung läßt sich bei der Bearbeitung von Stirn- oder Kegelrädern mit geraden Zähnen oder mit Schraubenzähnen anwenden. Gemäß vorliegender Erfindung ist noch der besondere Vorteil erzielt, daß die Stärke der Balligkeit der Zahnflanken auf einfache Weise dadurch geändert werden kann, daß wahlweise Schleifscheiben mit hohlkegelförmigen Schleifflächen von verschiedener Steigung benutzt werden.gen grinding surface is used. The tooth flanks are in the process according to the Invention first processed in the usual way and then by means of the mentioned, using a grinding wheel having a hollow cone-shaped grinding surface one of the known hobbing processes treated so that the desired crowned tooth shape arises, namely the grinding disk acts on the teeth in this way brought that in a profile section through the apex of the longitudinal arch of the tooth the desired exact tooth profile is created. The invention can be used when machining spur or bevel gears straight teeth or with screw teeth. According to the present invention is still achieved the special advantage that the strength of the crowning of the tooth flanks can thereby be changed in a simple manner can that optionally grinding wheels with hollow conical grinding surfaces of different Slope can be used.

Auf der Zeichnung ist in verschiedenen schematischen Darstellungen die Bearbeitung von Zahnrädern nach den gewöhnlichen Verfahren sowie die Herstellung .balliger Zahnflanken auf Grund des Verfahrens nach vorliegender Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. ι bis 3 veranschaulichen schematisch die Bearbeitung eines gerade verzahnten Kegelrades nach einem bekannten Verfahren, und zwar ist das Werkstück in Fig. 1 in Endansicht, in Fig. 2 im senkrechten Längsschnitt und in Fig. 3 im Grundriß dargestellt. Fig. 4 veranschaulicht im Schnitt mit gestrichelten Linien einen Teil 'einer bekannten Schleifscheibe, mit vollen Linien einen Teil einer zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dienenden Schleifscheibe sowie außerdem einen Teil eines zu bearbeitenden Stirnzahnrades.On the drawing is in different Schematic representations of the machining of gears according to the usual methods as well as the production of crowned tooth flanks based on the method according to the present Invention shown for example. Fig. Ι to 3 illustrate schematically the machining of a straight-toothed bevel gear according to a known method, namely the workpiece in Fig. 1 is in end view, shown in Fig. 2 in vertical longitudinal section and in Fig. 3 in plan. Fig. 4 illustrates in section with dashed lines Lines a part of 'a well-known Grinding wheel, with full lines a part of a process used after the Invention serving grinding wheel and also part of a to be machined Spur gear.

.Fig· S ist eine ähnliche Darstellung wie Fig. 4, jedoch in kleinerem Maßstab, und vieranschaulicht die ganzen in Fig. 4 dargestellten Scheiben im Schnitt..Fig · S is a representation similar to FIG. 4, but on a smaller scale, and FIG. 4 illustrates the whole shown in FIG Slices in cut.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Teile nach Fig. S- .Fig. 6 is a side view of the parts of Fig. 5-.

Fig. 7 stellt schaubildlich einen einzelnen Zahn eines Kegelrades dar, dessen Zahnflanken auf Grund des Verfahrens nach der Erfindung ballig geschliffen sind.Fig. 7 is a diagrammatic representation of a single tooth of a bevel gear, the tooth flanks are ground crowned due to the method according to the invention.

Bei dem in Fig. 1 bis 3 schematisch veranschaulichten bekannten Verfahren zur Bearbeitung eines gerade verzahnten Kegelrades wird das Kegelrad 1 mit Hilfe eines Wälzkegels 2 (Fig. 2) auf der Ebene 3 eines Planrades abgewälzt. Der zur Bearbeitung der Zahnflanken, des Kegelrades 1 dienende Stichel 4 führt eine solche Bewegung aus, daß seine Spitze sich auf einer Geraden durch die Spitze des den Teilen 1 und 2 entsprechenden Kegels bewegt. Durch die Schneides des Stichels 4 werden die Zahnflanken des Kegelrades 1 gewöhnlich geradlinig bearbeitet. In der Ebene, in der sich die Stichelschneide 5 bewegt, kann auch die ebene Schleiffläche 6 einer Schleifscheibe 7 angeordnet sein,, deren Achse 8 stets den gleichen Winkel mit einer waagerechten Ebene bildet. Auch mit Hilfe der Schleifscheibe 7 werden die Zahnflanken des Kegelrades 1 gewöhnlich geradlinig bearbeitet. Wollte man mit Hilfe des Stichels 4 oder der mit einer ebenen Schleiffläche 6 versehenen Schleifscheibe 7 den Zahnflanken des Kegelrades 1 eine ballige Form verleihen, so könnte dies nur mit Hilfe einer verwickelten Werkzeugführung erreicht werden. Diese Schwierigkeiten sind bei Verwendung des im folgenden beschriebenen Schleifverfahrens nach der Erfindung vermieden.In the known method of machining illustrated schematically in FIGS. 1 to 3 of a straight-toothed bevel gear, the bevel gear 1 becomes with the help of a rolling cone 2 (Fig. 2) rolled on level 3 of a crown gear. The one for processing the Tooth flanks, the graver 4 used for the bevel gear 1 executes such a movement, that its tip is in a straight line through the tip of the parts 1 and 2 corresponding Cone moves. The tooth flanks of the Bevel gear 1 usually machined in a straight line. In the plane in which the graver blade 5 moves, the plane Grinding surface 6 of a grinding wheel 7 be arranged, the axis 8 of which is always the same Forms an angle with a horizontal plane. Also with the help of the grinding wheel 7 will be the tooth flanks of the bevel gear 1 usually machined in a straight line. You wanted with help of the graver 4 or of the grinding wheel 7 provided with a flat grinding surface 6 give the tooth flanks of the bevel gear 1 a spherical shape, so this could only can be achieved with the help of an intricate tool guide. These difficulties when using the grinding process described below avoided the invention.

In Fig. 4 bis 7 ist beispielsweise die Bearbeitung -eines Stirnzahnrades 9 auf Grund des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt. Auch in diesem Falle wird unter Benutzung eines bekannten Wälzverfahrens dem Zahnrad 9 eine Abwälzbewegung erteilt. Die strichpunktierte Linie A-A (Fig. 4 und 5) bildet die Schnittlinie der den Zahnteilkreis tangierenden Abwälzebene mit der Bildebene. Auf dieser Abwälzebene wird der Teilzylinder des Stirnrades 9 mittels einer bekannten Vorrichtung zum Abrollen gebracht. Wird statt eines Stirnrades 9 ein Kegelrad bearbeitet, so· wird der Teilkegel dieses Kegelrades auf der genannten Ebene zum Abrollen gebracht.In Fig. 4 to 7, for example, the machining -a spur gear 9 is shown on the basis of the method according to the invention. In this case too, the gear wheel 9 is given a rolling movement using a known rolling process. The dash-dotted line AA (FIGS. 4 and 5) forms the line of intersection of the rolling plane tangent to the pitch circle with the plane of the drawing. The partial cylinder of the spur gear 9 is brought to roll on this rolling plane by means of a known device. If a bevel gear is machined instead of a spur gear 9, the partial cone of this bevel gear is made to roll on the plane mentioned.

Das Abrollen erfolgt während des Schleifens der Zahnflanken des Stirnrades 9 ununterbrochen und ist in Fig. 4 mit i^a bis i^e bezeichnet. .The rolling takes place continuously during the grinding of the tooth flanks of the spur gear 9 and is denoted in FIG. 4 by i ^a to i ^e. .

Werden die Zähne 10 des Stirnrades 9 mit Hilfe der obenerwähnten bekannten Schleifscheibe 7, deren Schleiffläche 6 eben ausgebildet ist, geschliffen, so schneidet die Ebene der Schleiffläche 6 die Bildebene in der Linie B-B, die mit einer zur Wälzebene senkrecht gerichteten Ebene den Eingriffswinkel α (Fig. s) einschließt. If the teeth 10 of the spur gear 9 are ground with the aid of the above-mentioned known grinding wheel 7, the grinding surface 6 of which is flat, the plane of the grinding surface 6 intersects the image plane in the line BB which, with a plane perpendicular to the rolling plane, defines the pressure angle α ( Fig. S) includes.

Sollen die Zähne ι ο des Zahnstirnrades 9 nun mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung ballig geschliffen werden, so· wird eine Schleifscheibe 11 benutzt, deren Schleiffläche einen flachen Hohlkegel 12 bildet. Der Hohlkegel 12 kann erforderlichenfalls auch gewölbt sein. Die Schleifscheibe 11 wird mittels einer Welle 13 (Fig. 5.) von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung in Drehung gesetzt und ist so· angeordnet, daß die vorher -erwähnte Ebene B-B eine Tangentialebene zur Kegelfläche 12 bildet, damit imIf the teeth ι ο of the toothed spur gear 9 are now to be ground spherically with the aid of the method according to the invention, a grinding wheel 11 is used, the grinding surface of which forms a flat hollow cone 12. The hollow cone 12 can, if necessary, also be curved. The grinding wheel 11 is set in rotation by means of a shaft 13 (FIG. 5) by a drive device (not shown) and is arranged in such a way that the aforementioned plane BB forms a tangential plane to the conical surface 12, thus in the

Scheitel der Zahnlängswölbung das richtige Zahnprofil mit dem Eingriffswinkel oo erhalten bleibt. Aus "Fig. 5 ist ersichtlich, daß in diesem Falle' die Scheibenachse gegenüber der Achse der Scheibe· 7 für gewöhnliches Schleifen um den Winkel β stärker geneigt sein muß. Der Winkel β entspricht dem Winkel, den eine Erzeugende der Kegelfläche 12 mit einer senkrecht zur Achse der SchleifscheibeObtain the correct tooth profile with the pressure angle oo at the apex of the longitudinal arch of the tooth remain. From "Fig. 5 it can be seen that in this case 'the disk axis opposite the The axis of the disc 7 may be more inclined by the angle β for ordinary grinding got to. The angle β corresponds to the angle that a generatrix of the conical surface 12 with one perpendicular to the axis of the grinding wheel

to 11 gerichteten Ebene bildet.to 11 facing plane forms.

In Fig. 4 und 5 ist ein Schnitt durch die Schleifscheibe 11 an der Stelle veranschaulicht, an der die Kegelfläche 12 die vorher erwähnte EbeneB-B tangiert, d.h. es ist dort die Stelle veranschaulicht, an der das genaue Flankenprofil des Zahnes entsteht. Gegen die beiden Enden wird der Zahn 10 durch den Hohlkegel 12 der Scheiben stärker abgeschliffen. Auf diese Weise wird dem Zahn 10 des Stirnrades 9 die gewünschte ballige Form nach Fig. 7 verliehen. In Fig·. 7 sind durch die strichpunktierten Linien 14 die geraden ZahnfLanfcen angegeben, die bisher gewöhnlich mit Hilfe der bekannten Schleifscheibe 7 erzeugt wurden, während durch die vollen Linien 15 die konvex gekrümmten, also balHg gestalteten Zahnflanken bezeichnet sind, die mit Hilfe der bei dem Verfahren nach der Erfindung benutzten Schleifscheibe 11 hervorgerufen werden.In Fig. 4 and 5 a section through the grinding wheel 11 is illustrated at the point at which the conical surface 12 is tangent to the aforementioned plane B-B , that is, the point is illustrated where the exact flank profile of the tooth is created. The tooth 10 is ground off more strongly against the two ends by the hollow cone 12 of the disks. In this way, the desired spherical shape according to FIG. 7 is given to the tooth 10 of the spur gear 9. In Fig. 7, the straight tooth flanks are indicated by the dash-dotted lines 14, which were previously usually produced with the help of the known grinding wheel 7, while the full lines 15 denote the convexly curved, so belly shaped tooth flanks, which were created with the help of the method according to the Invention used grinding wheel 11 are caused.

Die Stärke der Balligkeit der auf Grund des Verfahrens nach der Erfindung bearbeiteten Zahnflanken hängt' von der Größe des Winkels β (Fig. 5) ab. Ist der Winkel β = ο, so werden gewöhnliche Zähne hergestellt. Aus praktischen Gründen wird der Winkel β etwa zwischen 1 und 3⁰ gewählt.The strength of the crowning of the tooth flanks machined on the basis of the method according to the invention depends on the size of the angle β (FIG. 5). If the angle β = ο, then ordinary teeth are produced. For practical reasons, the angle β is approximately selected 1-3 ^0th

Das Balligschleifen von Zähnen kann nach der Erfindung mit Hilfe von aus mannigfachen Stoffen hergestellten Schleif- oder Fräswerkzeugen erfolgen. Es ist nur erforderlich, daß in jedem Falle das Schleif- oder Fräswerkzeug mit dem oben beschriebenen,. eine Schleif- oder Fräsfläche bildenden Hohlkegel 12 (Fig. 4 und 5) versehen ist. -45The crowning of teeth can according to the invention with the help of manifold Grinding or milling tools made from materials. It is only necessary that in each case the grinding or milling tool with the one described above. a hollow cone forming a grinding or milling surface 12 (Figs. 4 and 5) is provided. -45

Claims

Claim:

Generating process for spherical grinding of the tooth flanks, on spur and bevel gears, whose reference toothing (rack or planetary gear) has straight teeth, characterized in that one Grinding wheel with a tapered grinding surface is used.

1 sheet of drawings

ItKKLtN. GEDRUCKT IN DKnItKKLtN. PRINTED IN DKn