FR2484585A1

FR2484585A1 - RIGHT GEARED GEAR GEARS

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Publication number: FR2484585A1
Application number: FR8111881A
Authority: FR
Original assignee: Voith Getriebe KG
Current assignee: Voith Getriebe KG
Priority date: 1980-06-12
Filing date: 1981-06-10
Publication date: 1981-12-18
Also published as: GB2078332B; CH653754A5; GB2078332A; DE3022020A1; DE3022020C2; FR2484585B1

Abstract

ENGRENAGE A DENTURE DROITE FORME DE DEUX ROUES DENTEES QUI ENGRENENT ENTRE ELLES 10, 20, ET COMPORTANT UNE BAGUE DE PRESSION 13 FIXEE A L'UNE DE CES ROUES 10 DE MANIERE A TOURNER SOLIDAIREMENT AVEC CELLE-CI ET A APPLIQUER TOUTE SOLLICITATION AXIALE A L'AUTRE ROUE 20; LA BAGUE DE PRESSION 13, 13A EST LOGEE DANS UNE GORGE CIRCULAIRE 15 FORMEE AU MILIEU DE LA ROUE 10, DANS UNE ZONE OU LES DENTS DE CETTE ROUE 10 SONT TRONQUEES 16; A CET EFFET, LA BAGUE DE PRESSION COMPORTE DES DENTS INTERNES 17 QUE L'ON GLISSE LE LONG DES DENTS DE LA ROUE 10 JUSQU'A LA GORGE 15; ON FAIT TOURNER D'UN DEMI-PAS LA BAGUE ET CELLE-CI PORTE AVEC SES DENTS 17 SUR LESDITS TRONCONS 16, PAR FRETTAGE; APPLICATION AUX ENGRENAGES OU L'ON DESIRE UTILISER UNE BAGUE UNIQUE DE PRESSION POUR REDUIRE LA LONGUEUR AXIALE DE L'ENSEMBLE, NOTAMMENT EN SUPPRIMANT LES CIRCLIPS ET LE JEU AXIAL.GEAR WITH RIGHT TEETH SHAPES TWO TOOTHED WHEELS WHICH ENGAGE BETWEEN THEM 10, 20, AND INCLUDING A PRESSURE RING 13 ATTACHED TO ONE OF THESE WHEELS 10 SO AS TO TURN SOLIDARLY WITH IT AND APPLY ANY AXIAL STRAIN TO L 'OTHER WHEEL 20; THE PRESSURE RING 13, 13A IS LOCKED IN A CIRCULAR THROAT 15 SHAPED IN THE MIDDLE OF THE WHEEL 10, IN A ZONE WHERE THE TEETH OF THIS WHEEL 10 ARE TRUNCATED 16; To this end, the pressure ring comprises internal teeth 17 which are slipped along the teeth of the wheel 10 up to the throat 15; THE RING IS TURNED HALF A STEP AND IT WEARS WITH ITS TEETH 17 ON SAID TRUNCONS 16, BY FRETTING; APPLICATION TO GEARS WHERE YOU WISH TO USE A SINGLE PRESSURE RING TO REDUCE THE AXIAL LENGTH OF THE ASSEMBLY, IN PARTICULAR BY REMOVING THE CIRCLIPS AND THE AXIAL CLEARANCE.

Description

1-; L'invention a trait à un engrenage à roues dentées droites,1-; The invention relates to a gear with straight toothed wheels,

du genre connu dans la littérature spécialisée notamment par les pu- of the type known in the specialized literature, particularly by

blications suivantes: 1) Dubbel, "Taschenbuch fur den Maschinenbau" (Aidemémoire pour la construction de machines), Vol. 1, 1953, Page 681, Fig. 239. 2) Zeitschrift "KEM" (Périodique) (Construction, Elements, the following: 1) Dubbel, "Taschenbuch fur den Maschinenbau" (Aidememory for the construction of machines), Vol. 1, 1953, page 681, FIG. 239. 2) Zeitschrift "KEM" (Periodic) (Construction, Elements,

Méthodes), 1977, Juin, S I, Page 66, bas de la colonne de gauche. Methods), 1977, June, S I, page 66, bottom of the left column.

Les engrenages réducteurs connus de celtype comportent une ou deux bagues de pression (également appelées "cames de pression", qui sont fixées sur l'arbre d'engrenage qui porte les plus petits pignons. Les roues dentées peuvent comporter des dentures droites ou inclinées simples. Grâce à la bague ou aux bagues de pression, on peut transmettre une force axiale d'un engrenage à l'autre. On peut en particulier compenser la poussée axiale produite dans un engrenage Known reduction gears of this type have one or two pressure rings (also known as "pressure cams" which are attached to the gear shaft carrying the smaller gears.) The gears may have straight or inclined single teeth. Thanks to the ring or to the pressure rings, it is possible to transmit an axial force from one gear to the other, in particular to compensate for the axial thrust produced in a gear.

à denture oblique simple.with single oblique teeth.

D'une façon générale, il faut tenir compte du fait que des In general, it must be taken into account that

poussées axiales peuvent se produire dans les deux sens. Par consé- Axial thrusts can occur in both directions. As a result

quent, il est essentiellement nécessaire de prévoir deux bagues de pression. On rencontre cependant des difficultés pour protéger les bagues de pression contre les déplacements axiaux sous l'effet de telles poussées axiales. Il faut pour cela prévoir en règle générale des circlips supplémentaires. Dans l'ensemble, de telles bagues de pression présentent dans ces conditions un encombrement encore plus important. Il en résulte un accroissement de la distance entre les it is essentially necessary to provide two pressure rings. However, difficulties are encountered in protecting the pressure rings against axial displacements under the effect of such axial thrusts. To do this, it is necessary to provide additional circlips as a rule. Overall, such pressure rings have in these conditions an even larger footprint. This results in an increase in the distance between

paliers de chaque arbre d'engrenage porteur de bagues de pression. bearings of each gear shaft carrying pressure rings.

Cela entra ne par conséquent le risque de produire un fléchissement inadmissible de cet arbre porteur de roues dentées et/ou d'atteindre This therefore entails the risk of producing an inadmissible deflection of this gear-toothed shaft and / or reaching

une vitesse critique en tours-minute, trop proche de la vitesse nor- a critical speed in revolutions per minute, too close to the normal speed

male de rotation de l'engrenage. Dans ces conditions, il faut prévoir, male rotation of the gear. In these circumstances, it is necessary to

pour une application déterminée, et rien que pour éviter ces incon- for a specific application, and only to avoid these incon-

vénients, un engrenage de dimensions plus importantes. venents, a gear of larger dimensions.

L'invention a pour objet d'améliorer les engrenages connus à bagues de pression, de manière que l'on puisse prévoir un arbre d'engrenage pourvu d'une telle bague de pression et qui présente The object of the invention is to improve the known gears with pressure rings, so that a gear shaft provided with such a pressure ring can be provided and which has

une distance inférieure entre les paliers, tout en offrant une se- a lower distance between the bearings, while offering a

curité suffisante contre le déplacement axial de la bague de pres- sufficient security against the axial displacement of the pressure ring

sion. Ce problème est résolu suivant l'invention par le fait que l'on n'utilise qu'une seule bague de pression, même lorsque des -2sollicitations axiales se produisent dans les deux sens. A cet effet, la bague de pression s'engage, à mi-longueur d'une roue dentée, dans une gorge circulaire. Grâce à cette disposition, sous la poussée if we. This problem is solved according to the invention by the fact that only one pressure ring is used, even when axial stresses occur in both directions. For this purpose, the pressure ring engages, at the mid-length of a toothed wheel, in a circular groove. Thanks to this arrangement, under the pressure

axiale, la bague de pression réagit latéralement contre la gorge cir- the pressure ring reacts laterally against the circumferential groove

culaire qui est délimitée par les dents qui restent présentes dans leur totalité. La force ou poussée axiale peut donc être transmise which is delimited by the teeth which remain present in their entirety. Axial force or thrust can be transmitted

entièrement par crabotage. En outre, on peut supprimer les circlips. entirely by interconnection. In addition, the circlips can be removed.

De plus, on peut adopter une épaisseur inférieure pour la bague de pression, par rapport à ce qui est nécessaire dans les engrenages connus. Dans l'ensemble, on peut réduire sensiblement la distance In addition, a lower thickness for the pressure ring can be adopted with respect to what is required in the known gears. Overall, we can significantly reduce the distance

entre paliers en comparaison de ce qui était possible jusqu'à pré- between levels in comparison to what was possible up to

sent. La position de la bague de pression dans la zone centrale d'un pignon peut être adoptée môme lorsque ce pignon est réalisé d'une feels. The position of the pressure ring in the central zone of a pinion can be adopted even when this pinion is made of a

seule pièce. Autrement dit, il n'est pas nécessaire de prévoir ini- single piece. In other words, it is not necessary to

tialement une couronne dentée distincte que l'on emmanche ensuite - par frettage sur le corps ou moyeu du pignon. De ce fait, l'invention s'applique également à des pignons ne comportant qu'un nombre très réduit de dents, o le diamètre du pied de dent est souvent à peine plus grand que le diamètre de l'arbre. & De préférence, on placera la bague de pression au centre, à tially a separate ring gear that is then wired - by hooping on the body or hub gear. As a result, the invention also applies to gears having only a very small number of teeth, where the diameter of the tooth root is often only slightly greater than the diameter of the shaft. & Preferably, the pressure ring will be placed in the center,

mi-distance des paliers de l'arbre; ce qui présente l'avantage d'é- mid-distance from the bearings of the tree; which has the advantage of

viter que la bague se mette de biais en cas de flexion de l'arbre prevent the ring from skewing in case of bending of the shaft

du pignon. Par ce moyen, contrairement aux solutions de l'art anté- sprocket. By this means, contrary to the solutions of the prior art,

rieur, la géométrie de l'attaque entre la bague de pression et l'autre roue dentée reste inchangée. On évite ainsi la pression sur les arêtes the geometry of the attack between the pressure ring and the other gear remains unchanged. This avoids pressure on the edges

et l'on réduit le risque d'usure par frottement. and it reduces the risk of frictional wear.

En outre, le mode de construction de l'engrenage suivant l'in- In addition, the method of construction of the gear according to

vention, en comparaison des réducteurs connus, est insensible aux défauts de précision dans la fabrication, ainsi qu'aux modifications in comparison with known reducers, it is insensitive to defects in the accuracy of

pouvant survenir dans les sollicitations axiales. Un avantage sup- may occur in axial stresses. An advantage

plémentaire résulte de l'interruption des flancs des dents par suite Complementary result of the interruption of the flanks of the teeth

de la présence de gorges circulaires: en effet, cela diminue la con- the presence of circular grooves: in fact, it reduces the con-

trainte thermique qui s'exerce sur l'huile de graissage dans l'en- thermal stress which is exerted on the lubricating oil in the en-

grenement.grenement.

Suivant un mode préféré de réalisation de l'invention, la gorge circulaire est pourvue de surfaces coniques de raccordement According to a preferred embodiment of the invention, the circular groove is provided with conical connecting surfaces.

entre les flancs et le fond de la gorge. Autrement dit, si l'on en- between the flanks and the bottom of the throat. In other words, if we

file la bague de pression, après chauffage adéquat de celle-ci,par- spin the pressure ring, after adequate heating of it, par-

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dessus les dents, pour l'engager dans la gorge, au cours du refroidis- over the teeth, to engage it in the throat, during the cooling

sement ces surfaces coniques de raccordement entrent en contact avec these conical connecting surfaces come into contact with

des surfaces coniques correspondantes de la bague de pression. On réa- corresponding conical surfaces of the pressure ring. We are

lise par conséquent un auto-centrage de la bague de pression dans une position telle que tout déplacement sous l'effet de fortes poussées axiales est exclu, dans les limites des tolérances en larguea de la therefore, a self-centering of the pressure ring in a position such that any displacement under the effect of strong axial thrusts is excluded, within the limits of the tolerances in larguea of the

gorge circulaire. Par ce moyen, la denture conviant tout pazrtmlim- circular groove. By this means, the teeth convinating all pazrtmlim-

rement pour la transmission de poussées axiales importantes à travers l'engrenage. Un autre concept essentiel de l'invention concerne lIe procédé de fabrication des roues dentées pourvues de la bague de pression précitée. recltee. On décrira maintenant des exemples-types de réalisation de l'invention en se référant au dessin annexé, sur lequel: La FIGURE 1 montre les deux roues dentées d'un réducteur à denture droite, partiellement en élévation, partiellement en coupe; La FIGURE 2a est une coupe faite suivant la ligne II de la for transmitting large axial thrusts through the gear. Another essential concept of the invention relates to the method of manufacturing the gears provided with the aforementioned pressure ring. recltee. Examples of embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows the two toothed wheels of a right-hand gearbox, partly in elevation, partly in section; FIGURE 2a is a section taken along line II of the

Figure 1, au cours de l'introduction de la bague de pression circu- Figure 1, during the introduction of the circular pressure ring

laire; La FIGURE 2b montre la m8me coupe suivant la ligne II de la Figure 1 mais au terme du montage de la bague de pression, et La FIGURE 3 montre une coupe partielle faite à travers une lar; FIG. 2b shows the same section along line II of FIG. 1 but at the end of mounting of the pressure ring, and FIG. 3 shows a partial section through a

variante de réalisation de l'invention. variant embodiment of the invention.

Les Figures 2a et 2b sont faites à une échelle sensiblement Figures 2a and 2b are made on a scale substantially

plus grande que celle de la Figure 1. larger than that of Figure 1.

Si l'on se réfère tout d'abord à la Figure 1, on voit que le réducteur à engrenages droits comprend deux roues dentées 10 et 20 qui engrènent entre elles. La première roue dentée 10, qui joue ici Referring first to Figure 1, it can be seen that the spur gear comprises two gearwheels 10 and 20 which mesh with each other. The first gear wheel 10, which plays here

le r8le de pignon, est réalisée d'une seule pièce et possàa4 un dip- the pinion gear, is made in one piece and has a dip-

mètre primitif plus petit que celui de l'autre roue dentié 2D. L'ar- Primitive meter smaller than that of the other 2D dent wheel. The ar-

bre 11 du pignon 10 est logé dans des paliers 12, de même que 1'3arbe 21 de la roue dentée 20 est logé dans des paliers 22 et 23:., Au milieu (dans le sens axial) du pignon 1Q on a ispos une 11 of the pinion 10 is housed in bearings 12, just as the arch 21 of the toothed wheel 20 is housed in bearings 22 and 23:. In the middle (in the axial direction) of the pinion 10, there is

bague de pression 13. Celle-ci s'engage dans une gprge ciculaire cor- pressure ring 13. The latter engages in a creep bar cor-

respondante 24 formée dans la roue dentée 20. Les surfaces latérales de la bague de pression 13, à savoir les faces dites d'attaques 14, sont tronconiques avec un angle de cône relativement important, à peine inférieur à 1800. Grâce à ces faces d'attaque 14, le pignon prend appui contre la roue dentée 20 dans le sens axial. La gorge -4- circulaire 24 de celle-ci présente à cet effet des parois latérales corresponding 24 formed in the toothed wheel 20. The side surfaces of the pressure ring 13, namely the so-called attack faces 14, are frustoconical with a relatively large cone angle, barely less than 1800. With these faces of 14, the pinion bears against the toothed wheel 20 in the axial direction. The circular groove 24 of the latter has side walls for this purpose.

ou d'attaque 25 d'une conicité correspondante. or attack 25 of a corresponding taper.

Pour loger la bague de pression 13 dans la denture du pignon on prévoit dans ce dernier une gorge circulaire 15. La profondeur t de cette gorge est inférieure à la hauteur de dent h, et de préfé- rence égale à la moitié de cette hauteur h. La largeur de la gorge circulaire 15 est à peine plus grande que l'épaisseur de la bague de To accommodate the pressure ring 13 in the gear teeth is provided in the latter a circular groove 15. The depth t of this groove is less than the tooth height h, and preferably equal to half this height h . The width of the circular groove 15 is barely larger than the thickness of the ring of

pression 13. Dans la zone qu'occupe la gorge circulaire 15 ne sub- 13. In the area occupied by the circular groove 15 does not

sistent, des dents du pignon 10, que des tronçons 16. La bague de pression 13 présente intérieurement des dents 17 dont le diamètre de tête est égal à celui des tronçons de dents 16. Pour introduire la bague de pression 13 dans la gorge circulaire 15, on engage les dents 17 formées à l'intérieur de la bague de pression dans les entredents du pignon 10. Lorsque la bague dé pression 13 est parvenue dans la gorge circulaire 15, on la fait tourner d'un demi-pas de dent par rapport au pignon 10, afin que les dents 17 reposent finalement sur There are teeth of the pinion 10, which sections 16. The pressure ring 13 internally has teeth 17 whose head diameter is equal to that of the tooth sections 16. To introduce the pressure ring 13 into the circular groove 15 the teeth 17 formed inside the pressure ring are engaged in the intercepts of the pinion 10. When the pressure ring 13 has reached the circular groove 15, it is rotated by half a tooth pitch by compared to the pinion 10, so that the teeth 17 finally rest on

les tronçons de dents 16 (Figure 2b). the sections of teeth 16 (Figure 2b).

La fixation de la bague de pression 13 dans cette position Fixing the pressure ring 13 in this position

s'obtient de préférence par frettage. Comme on peut le constater d'a- is preferably obtained by hooping. As can be seen from

près le dessin, le pignon 10 et la bague de pression 13 comportent de préférence le même nombre de dents. En outre, la largeur-des faces de tête des tronçons de dents 16 et celle des dents 17 est au moins near the drawing, the pinion 10 and the pressure ring 13 preferably comprise the same number of teeth. In addition, the width of the leading faces of the sections of teeth 16 and that of the teeth 17 is at least

sensiblement identique. On peut cependant s'écarter de ces carac- substantially identical. However, we can depart from these characteristics.

téristiques. Les dents 17 peuvent de préférence présenter des flancs droits. Ces flancs peuvent cependant avoir également un profil en tics. The teeth 17 may preferably have straight flanks. These flanks may, however, also have a profile in

développante, comme le montre en traits mixtes 18 la Figure 2a. developing, as shown in phantom 18 in Figure 2a.

Pour verrouiller la bague de pression 13 contre toute ro- To lock the pressure ring 13 against any rotation

tation intempestive on peut prévoir un goujon 30 (Figure 2b) qui fait Inadvertently, a stud 30 (Figure 2b) can be provided.

saillie dans un creux de dent ou entredent formé entre deux tron- protruding into a hollow of the tooth or between

çons de dents 16. Alternativement, on peut remplir une cavité formée 16. Alternatively, one can fill a formed cavity

entre les tronçons de dents 16 et les dents 17 avec une matière plas- between the sections of teeth 16 and the teeth 17 with a plastic material

- tique durcissable, ainsi que le montre en 40 la Figure 2b par une curable tick, as shown at 40 in FIG.

zone hachurée en traits mixtes.hatched area in phantom.

Les engrenages 10 et 20 peuvent comporter une denture soit droite (dans laquelle les dents sont orientées parallèlement à l'axe de rotation), soit simplement oblique (comme l'indiquent les chiffres The gears 10 and 20 may have teeth either straight (in which the teeth are oriented parallel to the axis of rotation), or simply oblique (as indicated by the numbers

de référence 19 ou 29 sur la Figure 1 qui désignent des traits in- 19 or 29 in FIG. 1 which designate internal lines

cJia sé par rapport à l'&ax de rotation>. cJia se with respect to the axis of rotation>.

Das ce casé:ia denture interne t? de la bague de pression 13 In this case: the internal teeth t? of the pressure ring 13

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comportera également une denture soit droite, soit inclinée. will also have teeth either straight or inclined.

Alors que sur la Figure 1 la gorge circulaire 15 présente une Whereas in Figure 1 the circular groove 15 has a

section rectangulaire et que la bague de pression 13 porte par consé- rectangular section and that the pressure ring 13 consequently bears

quent sur le fond de la gorge ou plus précisément sur les sommets des tronçons de dents 16, la Figure 3 montre une variante de réalisation dans laquelle, entre le fond de la gorge circulaire 15a du pignon loa quent on the bottom of the groove or more precisely on the tops of the tooth sections 16, Figure 3 shows an alternative embodiment in which, between the bottom of the circular groove 15a of the pinion loa

et ses parois latérales 32 (situées sensiblement dans des plans ra- and its side walls 32 (located substantially in radial planes)

diaux) il est prévu des raccords constitués par des faces coniques 31. Sur ces faces coniques 31 vient porter la bague de pression 13a diaux) there are provided connectors consisting of conical faces 31. On these conical faces 31 comes to wear the pressure ring 13a

qui comporte à cet effet, sur ses dents internes 17, des faces co- which has for this purpose, on its internal teeth 17, faces co-

niques correspondantes 33.corresponding numbers 33.

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Claims

A gear comprising two toothed wheels (10, 20) provided with a right toothing and meshing with one another, and a pressure ring (13) fixed on one of the toothed wheels so as to rotate integrally with it, and by means of which this wheel abuts against the other gear to transmit an axial force, one of the gear wheels (10, 10a) being provided for this purpose,

in its central zone, a circular groove (15, 15a) whose

melter (t) is less than the tooth height (h), so that sub-

sections of teeth (16) in the area of said circumferential groove

this gear being characterized in that

a) the pressure ring (13, 13a) has an internal toothing

dull (17) made so that it can engage along the teeth of the first wheel (10, 10a) to reach said circular groove (15, 15a) o, after a rotation of half -not of teeth relative to the toothed wheel that carries this ring, the internal toothing (17) thereof can be wedged by shrinking on the tooth sections (16), b) the other toothed wheel (20) presents a circular groove (24) into which the pressure ring (13, 13a) can engage, c) the pressure ring (13, 13a) is disposed substantially midway between the bearings (12) of the shaft 11 of the first wheel (10, 10a) provided with said pressure ring

(13, 13a).

Gear according to Claim 1, characterized in that

the circular groove (15a) has a conical connection (31) at least on one of these lateral faces (32) and that the internal teeth (17)

of the pressure ring (13a) have corresponding conical faces

dantes (33), so that the pressure ring can bear against said

conical fitting (31) or on said conical connectors (31).

Gear according to one of claims 1 or

2, characterized by the following method of manufacturing the wheel den-

carrying the pressure ring a) on the blank of the toothed wheel (10, 10a) is machined in the known manner the circular groove (15, 15a), then machining the toothing (or vice versa);

b) the pressure ring (13, 13a) provided with its internal teeth

dull (17) is heated and threaded in the axial direction -7-- over the toothing of the toothed wheel (10, loa), after which it is rotated in the circular groove (15, -15a) in the direction peripheral until it carries with its internal teeth (17) on the tooth sections (16), the cooling of the ring strongly fixing it by hooping on the toothed wheel;

c) the machining of the pressure ring (13, 13a) is completed.