DE836575C

DE836575C - Device for measuring the helix angle of helical gears

Info

Publication number: DE836575C
Application number: DEL519A
Authority: DE
Inventors: Benedikt Leuthold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-03-10
Filing date: 1949-11-30
Publication date: 1952-04-15

Description

Vorrichtung zum Messen des Zahnschrägewinkels von Sdiraubenrädern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Zahnschrägewinkels von Schraubenrädern. Es sind bereits Geräte, die diesem Zweck dienen, bekanntgeworden. Bei einem derselben wird z. B. ein Fühlorgan einer Schraubenlinie der Zahnflanke entlang geführt und damit einerseits der Verlauf der Schraubenlinie und anderseits deren Steigungswinkel gemessen. Bei einem andern Gerät erfolgt die Winkelbestimmung in der Weise, daß ein die Zahnflanke ,berührender Taster vorerst parallel zur Radachse um einen bekannten Betrag verschoben und hernach das Rad gedreht wird, bis der Taster die Flanke wieder berührt, woraus sich der Winkel der Schraubenlinie berechnen läßt.Device for measuring the helix angle of Sdiraubenwheels The invention relates to a device for measuring the helix angle of helical gears. Devices that serve this purpose have already become known. With one of the same is z. B. a sensing element along a helical line of the tooth flank and thus on the one hand the course of the helix and on the other hand its angle of inclination measured. In another device, the angle is determined in such a way that a button touching the tooth flank, initially parallel to the wheel axis around a known one The amount is shifted and then the wheel is turned until the button hits the edge again touches, from which the angle of the helix can be calculated.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht bei entsprechender Ausbildung, den Zahnschrägewinkel rasch und in einfacher Weise zu messen. Sie ist dadurch gekennzeicqmet, daß ein Fühlorgan, welches mit einem Winkelmeßikreis in Verbindung steht und um dessen Achse drehbar angeordnet ist, mit einer ebenen Meßfläche ausgerüstet ist, die tangential an eine Zahnflanke des Schraubenrades angelegt zu werden bestimmt ist, und die Stellung des Winlkelmeßkreises an einer hbleselmarke ablesbar ist. The device according to the invention enables when appropriate Training to measure the tooth skew angle quickly and easily. she is thereby gekennzeicqmet that a sensing element, which with an Winkelmeßikreis in Connection is and is rotatably arranged about its axis, with a flat measuring surface is equipped, which is tangential to a tooth flank of the Helical gear to be applied is determined, and the position of the angular measuring circle on a hbleselmarke is readable.

Im folgenden sind zwei beispielsweise Ausführungsarten der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Die erste betrifft ein Instrument, welches für Messungen an großen Rädern bestimmt und daher beweglich ist. Die Meßvorrichtung nach der andern Art ist für kleinere Räder bestimmt und besitzt einen Ständer, auf dem das zu messende Rad, auf einer Welle sitzend, zwischen Spitzen eingespannt werden kann. The following are two exemplary embodiments of the invention Device described. The first concerns an instrument used for measurements on large wheels and is therefore mobile. The measuring device after the other Art is designed for smaller bikes and has a stand on which to measure Wheel, sitting on a shaft, can be clamped between points.

Die Zeichnung betrifft Ausführungsbeispiele der beiden Bauarten der Meßvorrichtung. Es zeigt Fig. I ein Schraubenrad mit Meßfläche und Anschlaglineal zur Erläuterung des Meßverfahrens, Fig. 2 ein Schraubenrad mit angelegter Meßfläche, wobei diese die Zahnflanke auf einer Tangente an den Grundkreiszylinder des Rades berührt, Fig. 3 an einem Zahn eines Schraubenrades mit angelegter Meßfläche verschiedene Drehachsen, um welche die Meßfläche schwenkbar sein kann, Fig. 4 eine Ausführungsform der Meßfläche an einem Schraubenradzahn, Fig. 5 eine bewegliche Meßvorrichtung für große Räder, im Grundriß, Fig. 6 dasselbe im Seitenriß zu Fig. 5, in größerem Maßstab, Fig. 7 eine Ausführungsvariante der Meßvorrichtung nach Fig. 5 und 6, Fig. 8 eine Meßvorrichtung mit V-förmig ausgebildetem Lineal zum Anschlag an die Welle des zu messenden Rades, im Aufriß, Fig. g dasselbe in der Seitenansicht, Fig. IO eine Winkelmeßvorrichtung mit einem auf einem Bett verschiebbaren Ständer und Spitzen, um das zu messende Rad drehbar zu lagern, im Seitenriß, Fig. 1 1 dieselbe Vorrichtung von vorn gesehen. The drawing relates to embodiments of the two types of Measuring device. It shows Fig. I a helical gear with measuring surface and stop ruler to explain the measuring method, Fig. 2 shows a helical gear with applied measuring surface, this being the tooth flank on a tangent to the base circle cylinder of the wheel touches, Fig. 3 different on a tooth of a helical gear with applied measuring surface Axes of rotation about which the measuring surface can be pivoted, FIG. 4 shows an embodiment the measuring surface on a helical gear tooth, Fig. 5 shows a movable measuring device for large wheels, in plan, Fig. 6 the same in side elevation to Fig. 5, on a larger scale, 7 shows a variant embodiment of the measuring device according to FIGS. 5 and 6, FIG. 8 shows a Measuring device with a V-shaped ruler to stop at the shaft of the measuring wheel, in elevation, Fig. g the same in side view, Fig. IO an angle measuring device with a stand that can be slid on a bed and spikes around that to be measured To store wheel rotatably, in side elevation, Fig. 1 1 seen the same device from the front.

Das Meßverfahren ist in Fig. I schematisch dargestellt. An die zu messende Zahnflanke des Schraubenrades a wird das Fühlorgan b, das eine ebene bIeßfläche m besitzt, angelegt. Diese Meßfläche bildet den einen Schenkel des zu messenden Winkels ,ß, der andere ist die Achse des Zahnrades. The measuring method is shown schematically in FIG. To the too The measuring tooth flank of the helical gear a becomes the sensing element b, which has a flat bite surface m owns, created. This measuring surface forms one leg of the one to be measured Angle, ß, the other is the axis of the gear.

Wenn bei der Messung nicht auf die Radachse Bezug genommen werden kann, so tritt an deren Stelle als zweiter Schenkel des Meßwinkels eine zur Achse senkrechte Stirnseite S des Rades, an welche das Lineal c der Vorrichtung angelegt wird.If no reference is made to the wheel axle during the measurement can, then a to the axis takes its place as the second leg of the measuring angle vertical face S of the wheel, on which the ruler c of the device is applied will.

Diese Meßflächen des Fühlorgans und des Lineals halden miteinander den Winkel a = 90 -fl, wobei die Winkelmeß- und Ableseteile der Vorrichtung der Einfachheit halber zweckmäßig so eingeteilt sind, daß direkt der Winkel fl = 90 - a abgelesen werden kann.These measuring surfaces of the sensing element and the ruler pile together the angle a = 90 -fl, the angle measuring and reading parts of the device of For the sake of simplicity, they are expediently divided so that directly the angle fl = 90 - a can be read.

Die Schraulbenfläche einer Zahnflanke kann bekanntlich erzeugt werden durch Abrollen der Tangente e an den Grundzylinder g mit Neigungswinkel ßO zur Zylindererzeugenden am Zylinder g (Fig. 2). Wird nun das Fühlorgan b an die Flanke gelegt, so berührt seine Meßfläche m stets eine Tangente e, und wenn dabei die Schwenkung,er Meßfläche aus der zur Radachse parallelen Lage um eine Drehachse X erfolgt, die in der Meßfläche liegt, so ist der Schwenkwinkel gleich dem Zahnschrägewinikel ßO. Dasselbe Resultat ergibt sich auch, wenn die Achse X' parallel zur Meßfläche m, aber nicht in dieser liegt (Fig. 3). Bildet hingegen die Drehachsey bzw. y' mit der Meßfläche einen Winkel a, so gibt, wenn der Winkel a gleich dem Eingriffswinkel der Verzahnung im Normalschnitt am Teilkreiszylinder d ist, die Messung den Zahnsohrägewinkel fl am Teilkreis an. Ist nämlich der Punkt p in Fig. 2 der Schnittpunkt des Teilkreiszylinders d mit der Tangente e auf der TeilFkreisschraubenlinie h, so liegt die Meßfläche m des Fühlorgans b in Punkt, sowohl tangential an der Schraubenlinie als auch an der Grundkreistangente, und da die Schwenkung der Meßfläche um eine Drehachse y bzw. y' erfolgte, die in einer Ebene senkrecht zur Radachse liegt, so entspricht der Drehwinkel der Meßfläche dem Neigungswinkel ,B der Schraubenlinie am Teilkreis. As is known, the screw surface of a tooth flank can be generated by rolling the tangent e to the basic cylinder g with an angle of inclination ßO to the cylinder generating on cylinder g (Fig. 2). If the sensing element b is now placed on the flank, it is touched its measuring surface m is always a tangent e, and when doing the pivoting, he measuring surface from the position parallel to the wheel axis about an axis of rotation X, which is in the measuring surface is, the pivot angle is equal to the tooth angle ßO. Same result also results when the axis X 'is parallel to the measuring surface m, but not in this lies (Fig. 3). On the other hand, if the axis of rotation y or y 'forms an angle with the measuring surface a, if the angle a is equal to the pressure angle of the toothing in the normal section on the pitch circle cylinder d, the measurement is the tooth ear saw angle fl on the pitch circle. If the point p in Fig. 2 is the point of intersection of the pitch circle cylinder d with the tangent e on the partial circular helix h, the measuring surface m of the Feeler organ b in point, both tangential to the helix and to the base circle tangent, and since the measurement surface was pivoted about an axis of rotation y or y 'which is shown in FIG lies in a plane perpendicular to the wheel axis, the angle of rotation corresponds to the measuring surface the angle of inclination, B the helix on the pitch circle.

Die Meßfläche des Fühlorgans 5 kann eine einzige ebene Fläche (Fig. 1, 2) oder auch unterbrochen sein und aus zwei geraden parallelen Streifen m1 und m2 bestehen (Fig. 4), um ein einwandfreies Anliegen an der Zahnflanke zu erreichen. The measuring surface of the sensing element 5 can be a single flat surface (Fig. 1, 2) or interrupted and made up of two straight parallel strips m1 and m2 exist (Fig. 4) in order to achieve perfect contact with the tooth flank.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine bewegliche Meßvorrichtung für große Räder beim Messen eines Rades I. In dem Gehäuse 2 ist eine Welle 3 gelagert, die an einem Ende einen Halter 4 trägt, an welchem das Fühlorgan 5 befestigt ist. DieAchseX der Welle liegt in der ebenen Meßfläche m des Fühlorgans. Am anderen Ende der Welle 3 ist eine Meßscheibe 6 befestigt, die eine nicht gezeichnete exakte Gradteilung aufweist, deren Verdrehung beim Messen an dem Mikroskop 7 abgelesen werden kann. Die Führung des Instruments auf dem Zahnrad I erfolgt durch ein Lineal 8, welches mit seiner ebenen Fläche an eine ebene Stirnseite n des Rades, von der vorausgesetzt ist, daß sie genau senkrecht zur Radachse steht, angelegt ist. Ein Schlitten 9 kann längs des Lineals verstellt und an diesem festgeklemmt werden. IneinerFührungsnut dieses Schlittens ist ein Träger Io verschiebbar und feststellbar angeordnet, der einen Rahmen II aufweist, der zwei Kugelführungen enthält. Das Gehäuse 2 ist mit zwei entsprechenden Führungsnuten in den Rahmen eingesetzt und läßt sich somit in diesem parallel zur Anschlagfläche des Lineals verschieben durch Anziehen bzw. Lösen der beiden Schrauben 12, die in dem Träger IO sitzen und auf zwei Federn I3 wirken. 5 and 6 show a movable measuring device for large Wheels when measuring a wheel I. In the housing 2, a shaft 3 is mounted which carries at one end a holder 4 to which the sensing element 5 is attached. DieAchseX the shaft lies in the flat measuring surface m of the sensing element. At the other end of the wave 3 a measuring disk 6 is attached, which has an exact graduation, not shown has, the rotation of which can be read on the microscope 7 when measuring. The instrument is guided on the gear wheel I by a ruler 8, which with its flat surface on a flat face n of the wheel, assumed from the is that it is exactly perpendicular to the wheel axis, is created. A carriage 9 can adjusted along the ruler and clamped to it. In a guide groove this slide is a carrier Io displaceable and lockable, the has a frame II which contains two ball guides. The housing 2 is with two corresponding guide grooves used in the frame and can thus be in Move it parallel to the stop surface of the ruler by tightening or loosening it of the two screws 12 that sit in the support IO and act on two springs I3.

Zur Durchführung der Messung wird das Lineal 8 mit seiner ebenen Fläche n an das Rad gelegt und in nicht gezeichneter Weise, z. B. durch Schrauben oder Gewichte, festgehalten. Nun setzt man den Schlitten g derart auf das Lineal, daß das Fühlorgan 5 die Zahnflanke fast berührt, während schon vorher der Träger IO SO am Schlitten g verschoben wurde, daß die Messung an passender Stelle der Zahnflanke erfolgt. Mittels der Schrau- ben I2 wird jetzt das Gehäuse 2 verschoben (Fig. 6), bis die Meßfläche m zweckmäßig mit leichtem Druck tangential am Zahn anliegt, wobei sie entsprechend der Zahnschräge um die Achse X gedreht wird, worauf an.einer Marke des Mikroskops 7 auf der entsprechend gedrehten Meßscheibe 6 der Zahnschrägewinkel ßO am Grundkreis abgelesen wird. To carry out the measurement, the ruler 8 is flat with its Area n placed on the wheel and in a manner not shown, for. B. by screws or weights, held on. Now place the slide g on the ruler in such a way that that the sensing element 5 almost touches the tooth flank, while before the carrier IO SO was moved on the slide g that the measurement at the appropriate point on the tooth flank he follows. Using the screw The housing 2 is now moved beneath I2 (Fig. 6), until the measuring surface m expediently rests tangentially on the tooth with slight pressure, whereby it is rotated around the axis X according to the tooth slope, whereupon an.einer Mark of the microscope 7 on the appropriately rotated measuring disk 6 of the tooth angle ßO is read from the base circle.

Eine andere Ausführungsart des an die Radstirnfläche anzulegenden Lineals zeigt Fig. 7; das Lineal io8 ist hier kreisbogenförmig ausgebildet. Another embodiment of the one to be applied to the wheel face Fig. 7 shows rulers; the ruler io8 is designed here in the shape of an arc of a circle.

Ferner ist das Gehäuse 2 mit der Meßscheibe und dem Fiihlorgan direkt am Lineal befestigt, wodurch die Vorrichtung leichter wird. Zur besseren Führung auf dem Zahnrad sind noch zwei Stützen 14 mittels Schrauben 15 am Lineal Io8 befestigt, die auf zwei Zahnköpfen ruhen.Furthermore, the housing 2 with the measuring disk and the Fiihlorgan is direct attached to the ruler, which makes the device lighter. For better leadership Two supports 14 are attached to the ruler Io8 by means of screws 15 on the gearwheel, which rest on two tooth heads.

Die Fig. 8 und g zeigen eine ähnlich den Fig. 5 und 6 ausgebildete Meßvorrichtung, mit welcher jedoch die Schrägstellung des Fühlorgans 5 in bezug auf die Radachse gemessen wird. Zu diesem Zweck ist am Gehäuse 2, in dem die Meßscheibe und das Fühlorgan gleich wie bei Fig. 6 angeordnet sind, eine Führung 16 angebracht, in welcher eine Keilwelle 17 spielfrei verschoben werden kann. An deren Ende sitzt das Lineal 18, das mit seiner V-förmigen Anschlagfläche tangierend auf die Radwelle aufgesetzt ist, die beim Verschieben der Kei'lwelle keinerlei Drehbewegung gegenüber der Führung i6 erfährt. Ein Stützhebel 19 gibt dem Gerät den nötigen Halt auf dem Rad. Die Drehachse der MeßscheiNbe liegt hier wiederum parallel zur Meßfläche des Fühlorgans 5, so daß also der Winkel ßO abgelesen wird. FIGS. 8 and g show a structure similar to FIGS. 5 and 6 Measuring device, with which, however, the inclination of the sensing element 5 in relation is measured on the wheel axle. For this purpose, on the housing 2, in which the measuring disc and the sensing element are arranged in the same way as in FIG. 6, a guide 16 is attached, in which a splined shaft 17 can be moved without play. At the end of it sits the ruler 18, which is tangent with its V-shaped stop surface on the wheel shaft is placed, the opposite no rotational movement when moving the Kei'lwelle the guide i6 learns. A support lever 19 gives the device the necessary support on the Wheel. The axis of rotation of the measuring disk is in turn parallel to the measuring surface of the Sensing organ 5, so that the angle ßO is read off.

Während die beschriebenen Ausführungsbeispiele Handmeßvorrichtungen betrafen, zeigen Fig. 10 und 1 1 eine Vorrichtung für vorwiegend kleinere Räder, die zum Messen auf einer Welle sitzend zwischen Spitzen eingespannt werden können. Auf dem Bett 20 befinden sich zwei in nicht gezeichneter Weise verstellbare Böcke 2I mit Spitzen 22, zwischen denen die Welle des zu messenden Zahnrades 1 spielfrei drehbar gelagert ist. Ferner ent-' hält das Bett 20 eine Gleitbahn 29, die senkrecht und in festem Abstand zu den Spitzen 22 liegt und auf der ein Gehäuse 23 mittels einer Spindel 30 senkrecht zur Zahnradachse verschoben werden kann. In dem Gehäuse 23 ist eine Welle 24 gelagert, die auf der einen Seite die Meßscheibe 6 und auf der anderen einen Flansch 25 trägt. Dieser ist mit einer Führungsbahn versehen, auf welcher ein Schlitten 26 mit einer Schraube 27 bewegt werden kann, an dem das Fühlorgan 5 befestigt ist. Auf dem Gehäusedeckel 28 ist schließlich noch das Mikroskop 7 angebracht. Bei diesem Gerät bildet die Achse d der Meßscheilbe mit der ebenen Meßfläche m des Fühlorgans den Winkel e, der z. B. gleich 150 ist, um Schraubenzahnräder mit normalem Eingriffswinkel von 15 zu prüfen. In diesem Falle ergibt dann die Ablesung direkt den Zahnschrägewinkel ß am Teilkreis. While the described embodiments hand measuring devices concerned, Fig. 10 and 1 1 show a device for predominantly smaller wheels, which can be clamped between tips for measuring while sitting on a shaft. On the bed 20 there are two trestles that are adjustable in a manner not shown 2I with tips 22, between which the shaft of the gear 1 to be measured has no play is rotatably mounted. Furthermore, the bed 20 contains a slide 29 which is perpendicular and is at a fixed distance from the tips 22 and on which a housing 23 means a spindle 30 can be moved perpendicular to the gear axis. In the case 23 is a shaft 24 mounted on the one hand, the measuring disc 6 and on the other has a flange 25. This is provided with a guideway, on which a carriage 26 can be moved with a screw 27 on which the Sensing member 5 is attached. Finally, the microscope is still on the housing cover 28 7 attached. In this device, the axis d of the measuring disc forms with the plane Measuring surface m of the sensing element the angle e, the z. B. equals 150 to helical gears to be checked with a normal pressure angle of 15. In this case then gives the reading directly the tooth angle ß on the pitch circle.

Die Messung geschieht in der Weise, daß vorerst das Gehäuse 23 so weit gegen das mit seiner Welle zwischen den Spitzen 22 'eingespanntf'Rad I vorgeschoben wird, bis das Fühlorgan 5 genügend tief in die Zahnlücke eingreift. Nun dreht man das Rad von Hand bis zum kräftigen tångierenden Anliegen der Zahnflanke an der Meßfläche m, wodurch diese und damit die Meßscheibe 6 um den Winkel ß geschwenkt wird. Die Marke des Mikroskops 7 stimmt mit dem Teilstrich o der Meßscheibe (Fig. II) überein, wenn die Meßflächem genau parallel zur Radachse liegt. Die Verschieb barkeit des Schlittens 26 auf dem Flansch 25 ist einmal erforderlich wegen der wechselnden Zahndicke entsprechend dem Modul. Sodann ermöglicht sie die Kontrolle des Zahnschrägewinkels über den ganzen Flankenbereich zwischen Kopf- und Fußkreis der Verzahnung. Zur Prüfung der andern Zahnseite wird nach Zurücknahme des Fühlorgans 5 bzw. des Gehäuses 23 die Welle 24 um I800 gedreht. The measurement is done in such a way that initially the housing 23 so far forward against the wheel I clamped with its shaft between the tips 22 is until the sensing element 5 engages deep enough into the tooth gap. Now you turn the wheel by hand until the tooth flank rests firmly on the measuring surface m, whereby this and thus the measuring disk 6 is pivoted through the angle β. the The mark of the microscope 7 corresponds to the graduation o on the measuring disc (Fig. II), when the measuring surface is exactly parallel to the wheel axis. The movability of the Carriage 26 on the flange 25 is required once because of the changing tooth thickness according to the module. It then enables the tooth skew angle to be controlled over the entire flank area between the tip and root circle of the toothing. For testing on the other side of the tooth, after the sensing element 5 or the housing 23 has been withdrawn the shaft 24 rotated by I800.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for measuring the tooth ear angle of helical gears, characterized in that a sensing element, which with a Winkelmeßkreis is in connection and is rotatably arranged about its axis, with a flat measuring surface is equipped, which is tangential to a tooth flank of the helical gear to be applied is determined and the position of the rotating with the measuring surface Angular measuring circle can be read from a reading mark.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the measuring surface (m) of the sensing element (5) is parallel to the axis of rotation (X) of the measuring circle (6).

3. Apparatus according to claim I, characterized in that the measuring surface (m) of the sensing element (5) forms an angle with the axis of rotation (X) of the measuring circle (6).

4. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that a ruler (8 resp.

Io8) with a flat surface (s) with which it is attached to one end of the to be measured helical gear (I) can be stopped, the means for angle measurement and -reading adjustable, so that when the sensing element is applied to a tooth flank (5) whose inclination to the ruler surface (s) and thus to the wheel axis can be measured.

5. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that the parts for angle measurement and reading sit on a guide (I6) in which an organ (I7) with stop surfaces (I8) is slidable, tangential to the wheel shaft are intended to be placed, so that when the sensing element is applied to a tooth flank (5) whose inclination to the wheel axle can be measured.

6. Apparatus according to claim I and 3, characterized in that the parts for angle measurement and reading in one housing (23) rotatable are stored, which is displaceable on a guide track (29), and that bearings (21, 22) for the axis of the wheel to be tested (I) perpendicular to the guideway (29) are arranged so that when moving the housing (23) against the wheel and turning of the wheel (i) the Fühiorgan (5) tangentially touches a tooth flank.

7. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that the measuring surface of the sensing element (5) is formed by two straight parallel surfaces (m1, m2) is.