DE812141C

DE812141C - Schneckengetriebe

Info

Publication number: DE812141C
Application number: DEP21970A
Authority: DE
Inventors: Gustav Dr-Ing Niemann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-11-19
Filing date: 1948-11-19
Publication date: 1951-08-27

Description

Schneckengetriebe Die besten bisherigen Schneckengetriebe bestehen aus einer gehärteten und geschliffenen Stahlschnecke vom Zylinder- oder Globoidtyp, gepaart mit einem Schneckenrad aus Bronze, dessen Grundkörper sich dem Kreisquerschnitt der Schnecke anschmiegt.
Ferner ist die Belastbarkeit von Schneckengetrieben im wesentlichen durch die Verlustleistung, Erwärmung und Verschleiß, begrenzt und außerdem durch die Walzenpressung an den Zahnflanken, Verschleiß und Grübchenbildung, während die Biegebeanspruchung der Zähne gewöhnlich eine geringere Rolle spielt.
Die Erfindung zeigt nun einen Weg, um eine größere Leistung mit geringeren relativen Verlusten zu übertragen und außerdem die Herstellung zu vereinfachen. Sie gibt hierzu die Lehre, eine Globoidschnecke mit Zahnflanken aus weichem Werkstoff, z. B. aus Bronze, mit einem gerad oder schräg verzahnten Stirnrad aus härterem Werkstoff, z. B. aus Stahl, als Schneckenrad zu paaren.
In Fig. i ist beispielsweise die Verzahnung eines derartigen Schneckengetriebes in der Stirnschnittebene A-A des Rades und in Fig. z in der Stirnschnittebene B-B der Schnecke dargestellt. Das Schneckenrad i ist ein übliches Stirnzahnrad aus Stahl mit gehärteten und geschliffenen Evolventenzähnen. Es könnten aber auch Zähne mit geraden Flanken sein. Der Schrägungswinkel des Stirnzahnrades i stimmt mit dem Steigungswinkel der Schnecke überein. Die Schnecke a kann relativ billig aus hochwertiger gezogener Bronze (Stangenmaterial) auf üblichen Verzahnungsmaschinen für Stirnräder mit einem Werkzeug geschnitten werden, dessen Verzahnung mit der Verzahnung des Stirnrades übereinstimmt. Es kann aber auch das Schneckenrad selbst als Werkzeug dienen, wenn entsprechende Schneidkanten an die Stirnseite der Radzähne angeschliffen werden. Entsprechend dieser Herstellung schmiegen sich die Schneckenzähne in Fig. i dem Rade globoidartig an. Die Berührungslinie zweier Zahnflanken würde bei einer Schnecke mit Steigungswinkel y = o die radiale Linie 3 in Fig. 2 sein. Mit zunehmenden Steigungswinkel y geht sie in eine schräge Lage, z. B. in die-Linie 4 über.
Die in mehrfacher Richtung vorteilhaftere Wirkung der obigen Schneckenverzahnung kommt folgendermaßen zustande: i. Die schneller als das Rad umlaufende Schnecke aus dem weicheren Werkstoff kann sich schneller als das bisherige Bronzerad auf die Gegenverzahnung einlaufen, bis zum vollständigen Tragen sämtlicher Zähne im Eingriffsbereich, und zwar auch dann, wenn die Schnecke axiale Einbaufehler aufweist. Gerade dieser Fehler konnte bisher bei Globoidschnecken mit Bronzerad durch Einlaufen nicht beseitigt werden.
2. Auch ein axialer Einbaufehler des Rades ist bei dieser Ausführung ohne Einfluß auf den Zahneingriff.
3. Die Anordnung des weicheren Werkstoffs an der Schnecke statt am Rade ist günstiger für die Walzenfestigkeit des weicheren Werkstoffs, da an der Schnecke positiver Gleitschlupf auftritt, bei dem bisher keine Grübchenbildung beobachtet werden konnte.
4. Die Tragkraft der Zahnflanken aus dem hydrodynamischen Schmierdruck wächst mit der Normalkomponente UH der Umfangsgeschwindigkeit U (Fig. 3) relativ zur Berührungslinie 4, ferner mit dem resultierenden Krümmungshalbmesser Q der Zahnflanken im Normalschnitt N-N senkrecht zur Berührungslinie 4 und mit der Zähigkeit des Schmierstoffs, die wiederum von der Temperatur (Verlustleistung) abhängt.
5. Die Verlustleistung wächst mit der Tangentialkomponente Ur der Umfangsgeschwindigkeit U relativ zur Berührungslinie 4 und mit der Reibungszahl ,u zwischen den Zahnflanken. Im Gebiet der Mischreibung ist u um so größer, je geringer die Tragkraft aus Schmierdruck ist.
6. Die Tragkraft aus Walzenpressung wächst mit dem Krümmungshalbmesser eO.
Sämtliche der obengenannten Einflußgrößen sind bei der obigen Schneckenverzahnung günstiger als bei den bisher als beste angesehenen Schneckengetrieben. Diese günstige Tendenz ist besonders stark im Gebiet kleiner Steigungswinkel y, also gerade im Gebiet großer Übersetzungen, wo bisher die Verlustleistung der Schneckengetriebe besonders groß ist.
Ein zusätzlicher Vorschlag geht dahin, die Schneckenachse mit einem Kreuzungswinkel 8 = 90 ° - y zur Radachse anzuordnen, so daß der Schrägungswinkel der Radzähne Null wird und keine axiale Komponente der Radumfangskraft am Rad auftritt. Außerdem verteilt sich die Berührung und die Erwärmung der Zähne mehr über die Breite des Rades. Ferner kann die Schnecke kürzer gelagert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Schneckengetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Globoidschnecke mit Zahnflanken aus weicherem Werkstoff, z. B. aus Bronze, mit einem Schneckenrad aus härterem Werkstoff, z. B. aus gehärtetem Stahl oder aus Gußeisen, gepaart wird.
2. Schneckengetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad aus einem gerad oder schräg verzahnten Zylinderstirnrad besteht.
3. Schneckengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung des Schneckenrades Evolventen- oder Trapezprofil besitzt.
4. Schneckengetriebe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnfußdicke der Schneckenzähne größer ist als die der Radzähne.
5. Schneckengetriebe nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad gerad verzahnt ist und der Kreuzungswinkel zwischen Schnecke und Rad 9o° - y beträgt.
6. Verfahren zur Herstellung von Schneckengetrieben nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schneckenrad dienende Stirnrad oder ein mit diesem in der Verzahnung übereinstimmendes Werkzeug, mit entsprechenden Schneidkanten versehen, zum Schneiden der Globoidschnecke dient.