SE512892C2 - Kuggväxelanordning samt bearbetningsförfarande för framställning av kuggar - Google Patents

Description

512 892 en roterbar del 3. Den roterbara delen 3 är anordnad att vrida sig runt ett lutande parti la av den ingående axeln 1. Om den roterbara delen 3 sålunda är uppburen snett är det möjligt att alstra en Coriolisrörelse, vilken kommer att beskrivas senare, hos den roterbara delen 3 vid rota- tion av den ingående axel 1.

Rullar 4 och komplementära fördjupningar 5 utnyttjas såsom kuggar hos vart och ett av kugghjulen, så att rota- tionen av rullarna 4 kan absorbera en glidrörelse som alst- ras i kuggingreppet. Även om dödgången elimineras och en förspänning påläggs med flit på kugghjulen är det följakt- ligen möjligt att undvika alstring av värme som orsakas av ingreppet mellan kugghjulen. Den roterbara delen 3 har en tvärsektionsform i form av ett U, så att de delar som bil- dar U-formen kan elastiskt deformeras för att åstadkomma förspänningen genom sin elasticitet. När den roterande rö- relsen hos den ingående axeln l överförs till den utgående axeln 2 uppnås en tvåstegsvarvtalsreduktionseffekt mellan det första och andra kugghjulet A1, A2 och det tredje och fjärde kugghjulet A3, A4.

För övrigt kan nämnas att när den roterande rörelsen hos en ingående axel i en känd planetväxel överförs till den utgående axeln sker endast en enstegsvarvtalsreduktion.

Det varvtalsreduktionsförhållande som kan åstadkommas är begränsat. Med en Corioliskuggväxelanordning, som visats av föreliggande uppfinnare, kan man uppnå ett större varvtals- reduktionsförhàllande och anordningen kan utnyttjas inom ett vidare område.

Syftet med föreliggande uppfinning är att ytterligare utvidga tillämpningsområdet för denna Corioliskuggväxela- nordning genom att utforma olika kugghjul, under det att man utnyttjar de ovan beskrivna fördelarna hos Coriolis- kugghjulet. 512 892 3 Med uppfinningen åstadkommes en kuggväxelanordning, i vilken de respektive geometriska axlarna hos ett första kugghjul (A1) med ett kuggantal N1, vilket kugghjul är fäst vid ett hus, och ett fjärde kugghjul med ett kuggantal NM vilket fjärde kugghjul är monterat på en utgående axel, är utformade i överensstämmelse med varandra i förhållande till den geometriska axeln hos en ingående axel, och en ro- terbar del, som är utförd i ett stycke med ett andra kugg- hjul med ett kuggantal N2 och ett tredje kugghjul med ett kuggantal N3, är roterbart uppburen på ett lutande parti av den ingående axeln, på så sätt att det andra kugghjulet är i ingrepp med det första kugghjulet och det tredje kugghju- let är i ingrepp med det fjärde kugghjulet, och det för uppfinningen utmärkande är att ett centrum till en gemensam sfärisk yta, som går genom varje delningscirkel av det för- sta och det andra kugghjulet, är utformat i överensstämmel- se med ett centrum till en gemensam sfärisk yta, vilken går genom varje delningscirkel av det tredje och det fjärde kugghjulet, att den geometriska axeln hos den ingående ax- eln är anordnad på en X-axel till ett XY-koordinatsystem med origo i centrumet, att en ingreppspunkt mellan det fjärde och det tredje kugghjulet alltid är anordnad på ett sådant sätt att ingreppspunkten är belägen i samma kvadrant av XY-koordinatsystemet, när de bringas att rotera runt X- axeln, och att en vinkel, som är inrättad att bildas mellan den ingående axeln och dess lutande parti är 6, varvid en vinkel mellan ett plan vinkelrätt mot en rullningsyta hos varje kugghjul och en centrumlinje hos varje delningskon är 61 till 64 för var och en av det första till det fjärde kugghjulet med ett förhållande 91+ 62= 93+ 64= 6, och att en kugge med samma höjd är anordnad att bildas på bägge si- dor om mot varandra riktade rullningsytor medelst en fräs 512 892 med den respektive kuggformen hos det första till det fjär- de kugghjulet, vilken kuggform är erhållen under antagande av motsvarande cylindriska kugghjul som vart och ett har ett motsvarande kuggantal Zl, Zz, Z3 och Z4 där: Zl = N; / sin 91 Z2 = N2 / sin 62 Z3 = N3 / sin 63 Z4 = N4 / sin 64 med den motsvarande delningsradie som utgöres av sträckan mellan rullningsytan hos varje koniskt kugghjul och en skärningspunkt mellan ett plan vinkelrätt mot rullningsytan och en centrumlinje hos varje delningskon, varjämte kugg- formen hos kuggarna med samma höjd är inrättad att alstras och överföras på den tillhörande ytan.

Enligt föreliggande uppfinning är centrumet hos den gemensamma sfäriska yta, som går genom varje delningscirkel av det första och det andra kugghjulet, utformat i överens- stämmelse med centrumet hos den gemensamma sfäriska yta som går genom var och en av delningscirklarna av det fjärde och tredje kugghjulet, varvid den ingående axelns geometriska axel är anordnad på X-axeln till XY-koordinatsystemet med origo i centrumet, och ingreppspunkten mellan det första och andra kugghjulet och ingreppspunkten mellan det fjärde och tredje kugghjulet är anordnade i samma kvadrant av XY- koordinatsystemet. Detta resulterar i att det är möjligt att anordna det första till fjärde kugghjulet i samma axi- ella riktningsyta av den roterbara delen för att därigenom minska kuggväxelanordningens axiella dimension.

Enligt patentkravet 2 kan ingreppspunkten mellan det första och det andra kugghjulet och ingreppspunkten mellan det tredje och det fjärde kugghjulet vara anordnad i den första och den andra kvadranten eller i den tredje och den 512 892 fjärde kvadranten i stället för att anordna ingreppspunkten mellan det första och det andra kugghjulet och ingrepps- punkten mellan det tredje och fjärde kugghjulet är anordnad i samma kvadrant av XY-koordinatsystemet. Med detta arran- gemang är det även möjligt att anordna det första till fjärde kugghjulet i samma axiella riktningsyta av den ro- terbara delen samt att minska kuggväxelanordningens axiella dimension.

Enligt patentkravet 3 kan de respektive kugghjulen utgöras av koniska kugghjul, kugghjul med spiralskurna kug- gar eller kugghjul med sneda kuggar.

Enligt patentkravet 4 avgränsas respektive kugghjul av rullar och komplementära fördjupningar. Detta resulterar i att även. onl man eliminerar dödgången och pålägger en lämplig förspänning på kuggarna kan den glidningsrörelse, som alstras vid ingrepp av kuggarna, absorberas av rotatio- nen hos rullarna.

Enligt patentkravet 5 är den ingående och den utgåen- de axeln ihåliga. Utrymmet inuti den ingående och utgående axeln kan utnyttjas såsom t ex en genomgående passage som går genom kuggväxelanordningen.

Ett bearbetningsförfarande för tillverkning av kuggar hos kugghjulen i en kuggväxelanordning i enlighet med upp- finningen utmärker sig enligt patentkravet 6 av att ett ar- betsstycke fästs.vid ett rörligt system, vilket system är inrättat att utföra samma rörelse som en Coriolisrörelse, som krävs hos kugghjulen, att en fräs med vilken som helst önskad kuggform bringas att röra sig i en förutbestämd kugglinjesriktning synkront med Coriolisrörelsen hos det rörliga systemet, och att kuggarna hos de kugghjul, som ut- nyttjas i kuggväxelanordningen enligt något av kraven 1-5, alstras i arbetsstycket. 512 892 Enligt föreliggande uppfinning alstras kuggarna i samma rörelse som Coriolisrörelsen, vilken krävs när ar- betsstycket utnyttjas såsom ett kugghjul, varvid en fräs med vilken som helst önskad kuggform bringas i kontakt med arbetsstycket på samma sätt som om det kugghjul, som bildar ett kugghjul i ett par av kugghjul i arbetsstycket, skulle komma till ingrepp med detsamma. Vilken som helst önskad kuggform kan således framställas.

Enligt patentkravet 7 är kuggväxelanordningen försedd med kuggar som är tillverkade medelst ett gjutningsförfa- rande, ett kallpressningsförfarande eller ett plastpress- ningsförfarande medelst formar, till vilka den kuggform, som framställs medelst maskinbearbetningsförfarandet enligt krav 6, har överförts.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig l är en utbredd vy som visar ett förfarande för erhållande av en kuggform hos vart och ett av de koniska kugghjulen i en kuggväxelanordning enligt den första utföringsformen av uppfinningen, fig 2 är en förstorad vy av en primär del av fig l, fig 3 är en ut- bredd vy som visar ett förfarande för erhållande av en kuggform hos vart och ett av de koniska kugghjulen i en kuggväxelanordning enligt en andra utföringsform av uppfin- ningen, fig 4 är en utbredd vy som visar ett förfarande för erhållande av en kuggform hos vart och ett av de koniska kugghjulen i en kuggväxelanordning enligt en tredje utfö- ringsform av uppfinningen, fig 5 är en schematisk tvärsek- tionsvy av kuggväxelanordningen enligt den andra utförings- formen av uppfinningen, fig 6 är en förstorad vy som visar ett ingreppsparti mellan det första och det andra kugghju- let i den kuggväxelanordning som visas i fig 5, fig 7 är en schematisk tvärsektionsvy som visar kuggväxelanordningen enligt den första utföringsformen av uppfinningen, fig 8 är 512 892 en utbredd vy som visar ett förfarande för erhållande av en kuggform hos vart och ett av de koniska kugghjulen j. en kuggväxelanordning enligt en fjärde utföringsform av upp- finningen, fig 9 är en utbredd vy som visar ett förfarande för erhållande av' en kuggfornl hos det koniska kugghjul, vilket är utformat såsonx paret av de respektive koniska kugghjulen i kuggväxelanordningen enligt den fjärde utfö- ringsformen av uppfinningen, fig 10 är en schematisk tvär- sektionsvy som visar en bearbetningsanordning för tillverk- ning av* koniska kugghjul enligt föreliggande uppfinning, fig 11 är en förstorad tvärsektionsvy som visar en kuggform som utnyttjas i en kuggväxelanordning enligt en femte utfö- ringsform av föreliggande uppfinning, fig 12 är en försto- rad tvärsektionsvy som visar en verktygsform för framställ- ning av den kuggform, som visas i fig 11, fig 13 är en för- storad tvärsektionsvy som visar en modifiering av en kugg- form som utnyttjas i den femte utföringsformen av förelig- gande uppfinning, fig 16 är en förstorad tvärsektionsvy som visar en ytterligare modifiering av en kuggform som utnytt- jas i den femte utföringsformen av föreliggande uppfinning, fig 15 är en tvärsektionsvy som visar en känd kuggväxelan- ordning, fig 16 är en schematisk tvärsektionsvy som visar olika driftslägen hos den kuggväxelanordning, som visas i fig 15, och fig 17 är en schematisk pàsiktsvy som visar funktionen hos den kuggväxelanordning, som visas i fig 15.

EH1 princip för eni Corioliskuggväxelanordning kommer först att beskrivas under hänvisning till fig 15-17. Såsom visas i fig 15 innefattar Corioliskuggväxelanordningen för- sta till fjärde kugghjul A1-A4 i form av fyra kugghjul med olika antal kuggar. Av dessa kugghjul är det första kugg- hjulet A1 utfört i ett stycke med ett hus 6 och är ett fast kugghjul som icke bringas att rotera. Det andra kugghjulet A2 och det tredje kugghjulet A3 är utformade på en roterbar 512 892 del 3, som är roterbart uppburen av en ingående axel 1. Även det fjärde kugghjulet A4 är anordnat på en utgående axel 2 och är roterbart uppburet vid huset 6. Det första kugghjulet A1, och det andra kugghjulet A2 respektive det tredje kugghjulet A3 och det fjärde kugghjulet A4 är i in- grepp med varandra.

Den roterbara delen 3 är uppburen av ett lutande par- ti la med en förutbestämd vinkel i förhållande till den in- gående axelns 1 geometriska axel. Den ingående axeln 1 är roterbart uppburen i huset 6. När den ingående axeln 1 bringas att rotera antar det lutande partiet la en kretsan- de rörelse såsom en svängande hals. Delen 3 som är roter- bart uppburen av den ingående axeln 1 antar en svängande rörelse såsom en roterande snurra just innan den stannar.

Rörelsen hos den roterbara delen 3 beskrivs såsom en Corio- lisrörelse. Den roterbara delen 3 antar en Coriolisrörelse för att därigenom bringa det andra kugghjulet A2 till in- grepp xned det första kugghjulet A1 respektive det tredje kugghjulet A3 till ingrepp med det fjärde kugghjulet A4 (se fig l6(a) och 16(b)). Det andra kugghjulet A2 bringas att rotera i förhållande till det första kugghjulet A1 i enlig- het med skillnaden i antalet kuggar mellan det andra kugg- hjulet A2 och det första kugghjulet A1 per kretslopp hos Coriolisrörelsen (ett varv hos den ingående axeln 1). En enstegsvarvtalsreduktion uppnås mellan det andra kugghjulet A2 och det första kugghjulet A1.

Det nedan beskrivna fallet är ett antagande i vilket kuggantalet hos det första kugghjulet är 100 och kugganta- let hos det andra kugghjulet A2 är 101. När den ingående axeln 1 bringas att rotera framåt ett varv bringas det andra kugghjulet A2 att rotera framåt 1/100 varv i förhål- lande till det första kugghjulet A1. Om man antar att kuggantalet hos det första kugghjulet A1 är 100 och kuggan- 512 892 talet hos det andra kugghjulet A2 är 99 bringas det andra kugghjulet A2 att rotera bakåt 1/100 varv i förhållande till det första kugghjulet A1. Rörelsen hos det andra kugg- hjulet A2 överföres direkt till det tredje kugghjulet A3, och det tredje kugghjulet A3 och det fjärde kugghjulet A4 är i ingrepp med varandra på samma sätt. Följaktligen upp- nås en enstegsvarvtalsreduktion mellan det tredje kugghju- let A3 och det fjärde kugghjulet A4. När en roterande rö- relse hos den ingående axeln l överföres till den utgående axeln 2 uppnås en tvàstegsvarvtalsreduktion medelst det första och det andra kugghjulet A1, A2 och det tredje och det fjärde kugghjulet A3, A4.

Antag att varvtalsreduktionsförhållandet hos den ovan beskrivna Corioliskuggväxelanordningen (varvtalet hos den utgående axeln 2 när den ingående axeln l bringas att rote- ra ett varv) är R blir ekvationen såsom följer: R=1-(N,,xN¿,_,/(N3x NI) ...(i) där N1 är kuggantalet hos det första kugghjulet A1, N2 är kuggantalet hos det andra kugghjulet A2, N3 är kuggantalet hos det tredje kugghjulet A3, och N4 är kuggantalet hos det fjärde kugghjulet A4. Om man i detta fall antar att N1 = 1000, N2 = 999, N3 = 1000 och N4 = l00l blir varvtals- reduktionsförhållandet R en miljontedel (i riktning fram- åt). Med Corioliskuggväxelanordningen kan man sålunda uppnå ett stort varvtalsreduktionsförhållande med endast fyra kugghjul.

När det andra kugghjulet A2 och det tredje kugghjulet A3 är i ingrepp med det första kugghjulet A1 och det fjärde kugghjulet A4, under det att de antar Coriolisrörelsen, alstras även en glidande rörelse mellan de respektive in- greppsytorna. För att undvika oljud och vibrationer på grund av denna glidrörelse och en fastlåsning som orsakas av det värme som alstras på grund av glidrörelsen är, såsom 512 892 10 visas i fig 15 och 17, rullar 4 och komplementära fördjup- ningar 5 utformade i kuggarna till varje kugghjul. Närmare bestämt såsom visas i fig 17 är rullarna 4 fritt rörligt uppburna i. de komplementära fördjupningarna 5, varvid de rullar, som är utformade pà det första kugghjulet A1 (det fjärde kugghjulet A4) bildar halvcirkulära hylsliknande konvexa kuggar. De komplementära fördjupningarna 5 är även utformade i det andra kugghjulet A2 (det tredje kugghjulet A3) till bildande av halvcirkulära hylsliknande konkava kuggar. När den roterbara delen 3 antar Coriolisrörelsen i en riktning som markeras med en pil l rör sig således det andra kugghjulet A2 (det tredje kugghjulet A3) i en rikt- ning som visas av pilarna 2 , varvid de respektive konvexa och konkava kuggarna är i ingrepp med varandra. Den glidan- de rörelse som uppstár~ mellan de respektive konvexa och konkava kuggarna absorberas sålunda genom rotationen hos rullarna 4. (Detta beskrivs delvis i NIKKEI MECHANICAL, 28 oktober 1996, nr 492.) Följaktligen är det icke nödvändigt att utforma kuggarna med dödgång, och man åstadkommer även en förspänning mellan de respektive kuggarna för erhållande av ett ingrepp med hög precision.

För övrigt, såsom beskrivits ovan, i det fall då skillnaden i kuggantal mellan det första kugghjulet Al och det andra kugghjulet A2 är ett, när Coriolisrörelsen utfö- res under ett kretslopp, förskjuts de kuggar som skall vara i ingrepp nællan det första kugghjulet A1 och det andra kugghjulet A2 med ett. Aven i det fall då kuggantalet skil- jer sig med tvâ, när Coriolisrörelsen utföres under ett kretslopp, förskjuts de kuggar som skall vara i ingrepp mellan det första kugghjulet A1 och det andra kugghjulet A2 med tvà. På samma sätt, i det fall där kuggantalet skiljer sig med N, förskjuts de kuggar som skall komma i ingrepp 512 892 med N. Detta är även fallet i förhållandet mellan det tred- je och det fjärde kugghjulet A3, A4.

En kuggväxelanordning i enlighet med en första utfö- ringsform av föreliggande uppfinning, som är ett exempel på tillämpningen av den ovan beskrivna Corioliskuggväxelanord- ningen, kommer nu att beskrivas under hänvisning till fig 1, 2 och 7. Fig 1 är en utbredd vy som visar ett förfa- rande för erhållande av en kuggform hos vart och ett av de koniska kugghjulen i kuggväxelanordningen enligt denna ut- föringsform. Fig 2 är en förstorad vy av den primära delen av fig 1. Fig 7 är en schematisk tvärsektionsvy som visar den kuggväxelanordning, som erhållits med förfarandet i fig l och 2, vilken vy visar endast den del som skiljer sig från den Corioliskuggväxelanordning som visas i fig 15. I denna utföringsform utnyttjas samma hänvisningssiffror för beteckning av samma delar och liknande delar som i den kän- da anordningen, och en detaljerad förklaring kommer därför icke att ges.

Såsom visas i fig 7 är det första koniska kugghjulet A1 fast i förhållande till huset 6. Det fjärde koniska kugghjulet A4 är monterat vid den utgående axeln 2. Det andra och det tredje koniska kugghjulet A2, A3, som är an- ordnade på den roterbara delen 3, är anordnade vid samma axiella riktningsyta hos det roterbara organet 3 (på vänst- ra sidan av det roterbara organet 3 i fig 7). När de res- pektive kugghjulen är i ingrepp med varandra är följaktli- gen det första, det andra, det fjärde och det tredje kugg- hjulet anordnade i denna ordning i den axiella riktningen av den ingående axeln 1. Den ingående axeln l är inrättad att passera via ett ihàligt parti av den utgående axeln 2. Även den ingående axeln 1 är utformad såsom en hålaxel som utnyttjas såsom en genomgående passage lb. 512 892 12 Såsom visas i fig 1 och 2 är centrumpunkten hos en gemensam sfärisk yta Cirl (fig 2), som passerar genom var och en av delningscirklarna hos det första koniska kugghju- let A1, och det andra koniska kugghjulet A2, utformad i överensstämmelse med centrumpunkten hos en gemensam sfärisk yta Cir2 (fig 2), som passerar genom var och en av del- ningscirklarna för det tredje koniska kugghjulet A3 och det fjärde koniska kugghjulet A4. Denna centrumpunkt betecknas med O. Därefter ställs ett XY-koordinatsystem upp med origo O. Den ingående axelns l centrumaxel (fig 7) är anordnad på X-axeln av XY-koordinatsystemet. Ingreppspunkten mellan det första och det andra koniska kugghjulet A1, A2 och in- greppspunkten mellan det tredje och det fjärde koniska kugghjulet A3, A4 är betecknade med C1 och C2. I denna utfö- ringsform är de bägge ingreppspunkterna Cl och C2 anordnade i den andra kvadranten (eller den tredje kvadranten) av XY- koordinatsystemet. Det skall nämnas att i den kända Corio- liskuggväxelanordning, som visas i fig 15, är de ovan be- skrivna ingreppspunkterna skilda åt i den forsta kvadranten och den tredje kvadranten eller i den andra kvadranten och den fjärde kvadranten.

En vinkel som bildas mellan riktningen for centrumax- eln av den ingående axeln 1 och ett lutande parti la be- tecknas med 6. Vinklar som bildas mellan plan vinkelräta mot rullningsytorna hos det första och det andra kugghjulet A1, A2 och centrumlinjerna hos de respektive delningskoner- na är 61 för det första kugghjulet och 62 för det andra kugghjulet och 91 + 92 = 6. Det är möjligt att välja 91 el- ler 92 = 0. I detta fall är det koniska kugghjul, som har vinkeln O, ett kronhjul. På samma sätt är vinklar, som bil- das mellan plan vinkelräta mot rullningsytorna hos det tredje och det fjärde kugghjulet A3, A4 och centrumlinjerna 512 892 13 hos de respektive delningskonerna, 93 för det tredje kugg- hjulet och 64 för det fjärde kugghjulet och 63 + 94 = 6.

Kuggantalet hos det första till fjärde koniska kugg- hjulet är N1, N2, N3 och N4, och värdena för N1 och N2 skil- jer sig från varandra och värdena för N3 och N4 skiljer sig också från varandra. För att förenkla det matematiska ut- trycket antar man att kugghjulen är cylindriska kugghjul ER1, ER2, ER3 och ER4 med radien hos delningscirkelavstånden Dflh, Dfib, Dfih och Dflh från skärningspunkterna mellan pla- nen vinkelräta mot rullningsytorna hos det första till fjärde kugghjulet A1-A4 och centrumlinjerna hos de respek- tive delningskonerna till spetsarna hos de respektive del- ningskonerna. Därefter antar man en evolventkuggfonn med samma cirkeldelning eller vilken som helst önskad kuggform pà delningscirklarna. Denna kuggform utnyttjas för att mot- svara cylindriska kugghjul hos det första till det fjärde kugghjulet A1 till A4. Därefter antar man att de motsvaran- de kuggantalen hos de motsvarande cylindriska kugghjulen är Zl, Z2, Z; och Z4, varvid dessa kan uttryckas på följande sätt: Z1 = N1/sin 91 m(ii) Z2 = Ng/sin 92 .Ü (iii) Z3 = N3/sin 63 _" (iv) Z4 = N4/Sin 64 .Ü (V) I de motsvarande cylindriska kugghjulen med det för- hållande, som erhållits medelst de ovan beskrivna ekvatio- nerna (ii) och (iii), alstras en kuggform med samma höjd (oktoidkuggform) på det första kugghjulet A1 medelst en fräs för tillverkning av en evolventkuggform eller vilken son: helst önskad kuggform. Kuggformen överföres dessutom till det andra kugghjulet A2. På samma sätt framställs det tredje och fjärde kugghjulet A3, A4. Om den komplementära 512 892 14 fördjupningen 5 bildas i stället för den ovan beskrivna ok- toidkuggformen är det dessutom möjligt att erhålla nästan samma kuggform som den som visas i fig 15 och 17. Fig 7 vi- sar det fall där rullarna 4 och de komplementära fördjup- ningarna 5 utnyttjas såsom kuggformen. För övrigt kan de rullar, som utnyttjas här, ersättas av rullar av vilken som helst typ, såsom cylindriska rullar och nålliknande rullar.

De fördelaktiga resultat som erhålles medelst den första utföringsformen av föreliggande uppfinning med det ovan beskrivna arrangemanget är följande. I enlighet med denna utföringsform är de bägge ingreppspunkterna C1 mellan det första och det andra koniska kugghjulet A4, A2 och in- greppspunkten C2 mellan det tredje och det fjärde koniska kugghjulet Am A4 belägna i. den andra kvadranten (eller tredje kvadranten) av det ovan beskrivna XY-koordinatsyste- met, under det att, såsom visas i fig 7, det första till fjärde koniska kugghjulet är placerade i samma axiella riktningsyta hos den roterbara delen 3 för att därigenom minska kuggväxelanordningens dimension j. axiell riktning.

Det är även lätt att placera den utgående axeln 2 så att den sträcker sig i samma riktning som den ingående axeln l, och den är även lätt att anpassa till olika krav. Det är följaktligen möjligt att bredda tillämpningsområdet för den Corioliskuggväxelanordning med vilken man uppnår ett stort varvtalsreduktionsförhållande med endast fyra kugghjul.

Såsom visas i fig 7 är även den utgående axeln 2 ut- formad såsom en hålaxel, varvid den ingående axeln l är in- rättad att passera genom det inre av hålaxeln, och den in- gående axel l är även utformad såsom en hålaxel för åstad- kommande av en genomgående passage lb genom axlarna. Det är följaktligen möjligt att föra olika delar via den genomgå- ende passagen lb. Till exempel i det fall då kuggväxelan- ordningen utnyttjas såsom en vridningsanordning för ett ka- 512 892 nontorn kan den genomgående passagen vara utformad såsom en ammunitionsmatningspassage till kanonen eller en förbindel- setunnel för handhavarna av kanonen. Anordningen är sär- skilt lämpad för ett system som kräver en mycket exakt ro- tations- och stopprörelse och som samtidigt kräver en ro- terbar hålaxel, såsom ett vridbord till en stor bearbet- ningsmaskin, en stor kran, en flerledad robotarm, vridan- ordningar för stativen till kranar eller robotarmar, ett stativ för en parabolantenn, en roterbar anordning för en datortomograf eller liknande.

En kuggväxelanordning enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas under hänvisning till fig 3, 5 och 6. Pig 3 är en utbredd vy som visar ett förfarande för erhållande av en kuggform hos vart och ett av de koniska kugghjulen i en kuggväxelanordning i enlighet med den andra utföringsformen. Fig 5 är en schema- tisk tvärsektionsvy' av en kuggväxelanordning sonx erhålls medelst det förfarande som visas i fig 3, vilken vy visar endast de delar som skiljer sig från den kuggväxelanordning som visas i fig 15. I den andra utföringsformen utnyttjas samma hänvisningssiffror för att beteckna samma delar och liknande delar som i den kända kuggväxelanordningen, och en detaljerad beskrivning kommer därför icke att ges.

Skillnaden mellan den första och den andra utförings- formen av uppfinningen är att rullningsytorna hos var och en av de koniska kugghjulen i den andra utföringsformen, dvs kugglinjesriktningen, är riktad mot origo O i XY- koordinatsystemet. Enligt detta förfarande, som visas i fig 5, är det andra kugghjulet A2 och det tredje kugghjulet A3 utformade såsom koniska kugghjul med invändiga kuggar (omvänt koniska kugghjul) med samma kugghöjd. Även i denna utföringsform är de bägge ingreppspunkterna Cl mellan det första och det andra koniska kugghjulet A1, A2 och C2 mellan 512 89216 det tredje och det fjärde koniska kugghjulet A3, A4 är be- lägna i den andra kvadranten (eller tredje kvadranten) av det XY-koordinatsystem, som visas i fig 3, varigenom såsom visas i fig 5 det första till fjärde koniska kugghjulet är placerade i samma axiella riktningsyta av den roterbara de- len 3 för att därigenom minska kuggväxelanordningens dimen- sion i axiell riktning. Det är följaktligen rnöjligt att vidga tillämpningsområdet hos den Corioliskuggväxelanord- ning, med vilken man kan erhålla ett stort varvtalsreduk- tionsförhållande med endast fyra kugghjul. Även i denna ut- föringsform är den utgående axeln 2 utformad såsom en hål- axel, varvid den ingående axeln l är anordnad att passera genom hålaxeln, och den ingående axeln 1 kan vara anordnad på så sätt att den sträcker sig i samma axiella riktning.

Det skall nämnas att det andra kugghjulet A2 och det tredje kugghjulet A3,vilka är anordnade på den roterbara delen 3, är löstagbart monterade på den roterbara delen me- delst fastsättningsorgan såsom bultar 7. Den roterbara de- len 3 uppbär det andra och det tredje kugghjulet A2, Ah vilken del kommer att deformeras elastiskt i fästpartiet av det andra och det tredje kugghjulet A2, A3. Vid kontakt mellan de respektive kugghjulen kan följaktligen en lämplig förspänning påläggas mellan kugghjulen. De komplementära fördjupningarna 5 är utformade vid de respektive rullnings- ytorna av det första kugghjulet l och det fjärde kugghjulet A4, och rullarna 4 är fritt rörligt uppburna av de komple- mentära fördjupningarna för att därigenom bilda halvcirku- lära konvexa kuggar. Komplementära fördjupningar 5 är även utformade på «de respektive rullningsytorna. hos det andra kugghjulet A2 och det tredje kugghjulet A3 för att därige- nom bilda halvcirkulära konkava kuggar.

Såsom visas i fig 6 är de rullar 4, som är anordnade på det första och det fjärde kugghjulet A1, A4, försedda 512 892 17 vid de bägge ändarna med partier 4a med mindre diameter, vilka partier är monterade i hållare 8. Hållarna 8 är till- verkade av ett elastiskt material, såsom plast, för att på ett fritt rörligt och roterbart sätt uppbära rullarna 4 (tillåta att rullarna rör sig något utmed de komplementära fördjupningarna 5). När en last pàläggs på rullen 4 (när kugghjulen är i ingrepp med varandra) kommer hållaren 8 att deformeras endast i så stor utsträckning att rullen 4 bringas i nära kontakt med den komplementära fördjupningen 5.

Det skall nämnas att när det tredje och det fjärde kugghjulet A2, A3, som skall bilda de omvända koniska kugg- hjulen, tillverkas, och särskilt när diametern hos det andra kugghjulet A2 är stor (t ex 1-2 m eller mer) kan en skivfräs med en diameter av 25-50 cm (10-20 tum) till en bearbetningsmaskin, som kommer att beskrivas under hänvis- ning till fig 10, utnyttjas. Det är följaktligen möjligt att utforma kuggar direkt medelst en maskinbearbetningsope- ration. I det fall då diametern hos det andra kugghjulet A2 är liten (t ex 20 mm eller mindre) är emellertid storleken hos skivfräsen sådan att den icke kan utnyttjas. I detta fall är det följaktligen svårt att framställa kuggar me- delst en maskinbearbetningsoperation. Om en önskad kuggform överförs till en form (dvs formens form utgör det koniska kugghjulet) för erhållande av kugghjulet såsom en gjuten produkt, och precisionsbearbetning av formen utföres, är det därför lätt att tillverka kugghjul såsom gjutna produk- ter på massproduktionsbasis. För övrigt är naturligtvis förfarandet för erhållande av kugghjulen såsom gjutna pro- dukter även tillämpbart på de kugghjul, vilka har beskri- vits under hänvisning till den första utföringsformen.

En kuggväxelanordning i enlighet med den tredje utfö- ringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskri- 512 892 18 vas under hänvisning till fig 4. Fig 4 är en utbredd vy som visar ett förfarande för erhållande av en kuggform hos vart och ett av de koniska kugghjulen i en kuggväxelanordning enligt den tredje utföringsformen. Även i denna tredje ut- föringsform utnyttjas samma hänvisningssiffror för att be- teckna samma delar och liknande delar som i den kända kugg- växelanordningen, och en detaljerad beskrivning av desamma behöver således icke ges.

Det som skiljer den tredje utföringsformen från den första och den andra utföringsformen är att, i det XY- koordinatsystem som visas i fig 4, ingreppspunkten Cl mel- lan det första och det andra koniska kugghjulet Al, A2 är belägen i den andra kvadranten, och ingreppspunkten C2 mel- lan det tredje och det fjärde koniska kugghjulet A3, Al är belägen i den första kvadranten (eller Cl är belägen i den tredje kvadranten och C2 är belägen i den fjärde kvadran- ten). I detta fall är Cl respektive Cl belägna i två kva- dranter, men Cl och C2 är anordnade att ligga nära varandra på bägge sidor om Y-axeln, så att kuggväxelanordningens di- mension i axiell riktning kan minskas på samma sätt som i de ovan beskrivna två utföringsformerna. Detta innebär även att, när Cl och C2 är anordnade att vara belägna på bägge sidor om Y-axeln och nära varandra, en delningscirkeldiame- ter hos vart och ett av det första till det fjärde kugghju- let IM-Al kan ligga närmare det maximala värdet. Eftersom det tillåtna vridmomentet hos kugghjulen är proportionellt mot diametern hos kugghjulen är det möjligt att utforma ett par kugghjul som uppvisar det tillåtna vridmomentet vid den maximala nivån. Detta medför den ytterligare fördelen att utformningen av densamma blir friare och kuggväxelanord- ningens tillämpningsområde utvidgas.

En kuggväxelanordning enligt en fjärde utföringsform av föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas under 512 892 19 hänvisning till fig 8 och 9. Fig 8 och 9 är utbredda vyer som visar ett förfarande för erhållande av en kuggform hos vart och ett av de koniska kugghjulen i kuggväxelanordning- en enligt den fjärde utföringsformen. Även i denna fjärde utföringsform utnyttjas samma hänvisningssiffror för att beteckna samma delar och liknande delar som i. den kända kuggväxelanordningen, och en detaljerad beskrivning av den- samma krävs därför icke.

Denna utföringsform utmärker sig av att vart och ett av de koniska kugghjulen A1 sneda kuggar. Förfarandet för tillverkning av snedheten sker på följande sätt under hänvisning till fig 8: l. Man utnyttjar en cirkel som går genom mitten av en kugges bredd såsom en delningscirkeldiameter (PCD). 2. Man utnyttjar en skärningspunkt mellan PCD och en centrumlinje hos den kugge som skall tillverkas såsom Pc. 3. Man fastställer en vridningsvinkel Ö kring mitten Pc. 4. Man åstadkommer ett motsvarande kuggantal hos ett motsvarande kugghjul med raka kuggar under det antagandet att det motsvarande kugghjulet med raka kuggar är ett kugg- hjul med raka kuggar med en diameter med sin krökningsradie vid punkten Pc, när rullningsytan skärs av ett tvärsnitt vinkelrätt mot kugglinjen då den passerar genom Pc. 5. Man åstadkommer på basis av det motsvarande kugganta- let Z1, Z2, Z3 och Z4, som erhållits med de ovanstående ek- vationerna (ii) till (V) i de motsvarande cylindriska kugg- hjulen, kuggantalen Zhl, Zh2, Zh3 och Zh4 hos de motsvarande kugghjulen med sneda kuggar i enlighet med de nedanstående ekvationerna: Zhl = Z1 / cos3 5 _" (vi) Zhg = Zz / C053 Ö Zhg Z3 / cos3 5 _" (viii) 512 892 20 Zh4 = Z4 / cos3 Ö W (ix) För övrigt är de ovan beskrivna ekvationerna (vi) till (ix) erhållna medelst ett allmänt förfarande med motsvarande kuggantal i det motsvarande kugghjulet med raka kuggar hos kugghjulet med spiralskurna kuggar. 6. Det är möjligt att erhålla kugghjulet med spiralskur- na kuggar i enlighet med denna utföringsform genom att man åstadkommer kuggar med lika höjd på vilken som helst sida av de rullningsytor, vilka är riktade mot varandra, medelst en fräs, vilka kuggar var och en har evolventkuggform eller vilken som helst kuggform som erhålles i överensstämmelse med det kugghjul med raka kuggar som erhållits i överens- stämmelse med de ovan beskrivna ekvationerna, och genom att man alstrar och överför kuggformen hos de ovan beskrivna kuggarna med samma höjd på den motstående ytan. I detta fall, om man antar att en vinkel, som avgränsas av en punkt B på en innerdiameter D1 av en enda kugge och en punkt A på en ytterdiameter DO av kuggen, betecknas med an, och del- ningsvinkeln hos kuggarna betecknas med P, och om ag 2 P, är det möjligt att alltid uppfylla det förhållande att vil- ken som helst del av kuggarna är i ingrepp (eftersom in- greppet troligtvis är förbättrat), och det är därför möj- ligt att åstadkomma en jämn drift med en låg ljudnivå.

Följaktligen fastställes den kuggbredd T som uppfyller det- ta förhållande (ag 2 P). 7. I det andra och det tredje koniska kugghjulet A2, Ah som är anordnade i ett stycke med den roterbara delen 3, och i det fall där vridningsvinkeln Ö är fastställd i den riktning, som visas i fig 8 för det andra koniska kugghju- let A2, fastställes vridningsvinkeln 6 j. en riktning som visas i fig 9 (motsatt riktningen i fig 8) för det tredje koniska kugghjulet A3, så att samma verkan som ett pil- 512 892 21 kugghjul erhålles (för övrigt visas delningscirkeln PCD' hos det motsvarande kugghjulet med raka kuggar schematiskt i fig 9).

Det skall nämnas att i förhållande till de koniska kugghjul, som har sneda kuggar, är både ingreppspunkten Cl mellan det första och det andra koniska kugghjulet A1, A2 och ingreppspunkten C2 mellan det tredje och det fjärde ko- niska kugghjulet A3, A4 icke belägna i samma kvadrant av det XY-koordinatsystem, som visas i fig 1, utan ingrepps- punkterna kan vara anordnade i skilda kvadranter (t ex den första och den tredje kvadranten). Det är följaktligen möj- ligt att tillämpa formen hos denna utföringsform icke en- bart på formen hos de ovan beskrivna första till tredje ut- föringsformerna utan även vid den kända Coreoliskuggväxels- anordning, som visas i. fig 15. Därigenom förbättras in- greppsförmågan hos vart och ett av kugghjulen, så att en jämn drift kan uppnås vid låg ljudnivå, vilket är en fördel hos det koniska kugghjulet.

Nedanstående bearbetningsanordning utnyttjas för de ovan beskrivna koniska kugghjulen. Sökanden har i. detalj beskrivit bearbetningsanordningen för Coreoliskugghjul i den japanska patentansökan Hei 8-358 650. Denna bearbet- ningsanordning kan utnyttjas. Denna bearbetningsanordning kommer nedan att beskrivas i korta ordalag.

Såsom visas i fig 10 tjänar en övre yta hos en kropp 108 i en bearbetningsanordning 107 såsom ett vridbord 109, vilket kan bringas att rotera i förhållande till kroppen 108. En drivaxel 111 skjuter ut från mitten av vridbordet 109, och en servomotor 110 är förbunden med ett nedre änd- parti av drivaxeln 111. Ett lutande parti 111a, som har en förutbestämd vinkel Ä i. förhållande till drivaxelns 111 geometriska axel, är även anordnat vid en ände av drivaxeln 111. En roterbar skiva 112 är uppburen via ett lager vid 512 892 22 det lutande partiet 11la. Ett par Corioliskugghjul är ut- formade mellan mot varandra riktade ytor av den roterbara skivan 112 och vridbordet 109. Det kugghjul, som framställs på vridbordet 109, är det första kugghjulet A1'. Det kugg- hjul, som framställs på den roterbara skivan 112, är det andra kugghjulet A2'. Eftersom vridbordet 109 och drivax- elns 111 geometriska axel är anordnade vinkelrätt mot var- andra blir den vinkel, som bildas mellan vridbordet 109 och den roterbara skivan 112 också vinkelrät.

Den roterbara skivan 112 uppbär ett arbetsstycke 113, under det att den åstadkommer vridningscentrumet P1 hos pa- ret av Corioliskugghjul A1' och A2' i överensstämmelse med vridningscentrumet hos arbetsstycket 113, när det senare är monterat i kuggväxelanordningen och antar en Coriolisrörel- se. Vridbordet 109 är roterbart uppburet av kroppen 108 me- delst ett lager 115. Ett kugghjul 116 med spiralskurna kug- gar är monterat koncentriskt på vridbordet 109. En ändlös skruv 117 är anordnad vid kroppen 108 vid ett ställe där det är i ingrepp med kugghjulet 116. Den ändlösa skruven 117 bringas att rotera medelst ett drivorgan, såsom en icke visad motor, för att därigenom driva kugghjulet 116 och att rotera vridbordet 109.

Bearbetningsanordningen är vidare försedd med ett frässtàl 118 för framställning av en kuggform. Frässtålet 118 är uppburet av en lägesinriktningsanordning 119 som styrs på NC-basis och kan skjutas ut/dras tillbaka i för- hållande till arbetsstycket 113. Frässtàlet 118 kan även röra sig i_ forni av ett slag L i, kugglinjesriktning (en riktning med en vinkel Ä' = % Ä i förhållande till den ho- risontella riktningen), vilket arbetsslag utföres över ar- betsstycket 113, under det att frässtàlet bringas att rote- ra. Detta arbetsslag L är något längre än den önskade kugg- bredden. Den riktning i vilken frässtàlet 118 rör sig utfö- 512 892 res i riktningen 5 i förhållande till den yta som skall be- arbetas av det arbetsstycke, vilket visas i fig 8, varige- nom man åstadkommer de sneda kuggarna.

I det arbetsstycke 113, som är fäst vid ett utsprång ll2a av den roterbara plattan 112, är vridningscentrat P1 hos paret av Corioliskugghjul A1' och A2' utfört i överens- stämmelse med punkten för vridningscentrumet, när arbets- stycket 113 är monterat i kuggväxelanordningen och antar en Coriolisrörelse. Därefter när drivaxeln 111 bringas att ro- tera antar det lutande partiet llla en kretsande rörelse.

Den roterbara skivan 113 antar en kretsande rörelse, dvs en Coriolisrörelse.

Frässtàlet 118 rör sig följaktligen i riktningen för en önskad kugglinje synkront med timingen för ett framàtgà- ende rotationsvarv hos drivaxeln lll, så att kuggarna fram- ställs en och en på den yta av arbetsstycket 113 som bear- betas. Det förhållande att vridningscentrumet P1 hos paret av Corioliskugghjul A1' och A2' som tillverkas i överens- stämmelse med punkten för vridningscentrumet, när arbets- stycket 113 är monterat i kuggväxelanordningen och antar en Coriolisrörelse, bibehålls, medför att den yta av det ar- betsstycke 113 som skall bearbetas bildar den rörliga punk- ten för det tredje kugghjulet A3' son1 är utformat i ett stycke med det andra kugghjulet A2', vilket är utformat på den roterbara skivan 112. När kuggarna på den yta av ar- betsstycket 113 som skall bearbetas är grunda bildar följ- aktligen frässtàlet 118 ett kugghjul som är ett av paret i arbetsstycket 113 (hypotetiskt det fjärde kugghjulet A4'), så att den kuggform som framställs på ytan av det arbets- stycke 113 som skall bearbetas är en ideal kuggform, såsom ett tredje kugghjul A3'.

Det skall nämnas att för att erhålla paret av kugg- hjul A1 och A2 och paret av kugghjul A3 och A4 av de koniska 512 892 24 kugghjul, som bildar kuggväxelanordningen, om kuggarna hos kugghjulet A1 är referenskuggar (moderkuggar), det är till- räckligt att åstadkomma och bearbeta kuggarna hos det andra kugghjulet A2. På samma sätt som kuggarna hos kugghjulet A3 är referenskuggar (moderkuggar) är det tillräckligt att alstra och bearbeta kuggarna hos det fjärde kugghjulet A4.

I denna utföringsform framställs och bearbetas kugghjulen A2 och A3. När referenskuggarna (kuggarna hos kugghjulen A1 och A4) bearbetas kan det första kugghjulet A1', det andra kugghjulet A2' och drivaxeln 111 hos bearbetningsanordning- en 107 uteslutas, varvid den ändlösa skruven 117 bringas att rotera i bearbetningsmaskinen (som är försedd med en allmän indextabell), i vilken den roterbara skivan 112 är fäst direkt vid vridbordet 109, varigenom kugghjulet 116 bringas att rotera och vridbordet 109 drivs. Vilket som helst önskat antal kuggar fastställes och frässtålet 118 förflyttas i riktningen för vinkeln Ä' = Ä, vilken vinkel är definierad i förhållande till horisontallinjen, för be- arbetning av kuggarna.

Vilken som helst fräs av armtyp (griptyp) eller en konisk avvalsningsfräs kan utnyttjas i stället för den ovan beskrivna fräsen, så att den kugglinje, som skall alstras, antar en trokoidkurva, och ett koniskt kugghjul med spiral- skurna kuggar med samma höjd kan framställas.

Såsom beskrivits ovan är om den bearbetningsanordning 107 som visas i fig 10 utnyttjas arbetsstycket 113 fäst vid ett rörligt system som antar samma rörelse som den Corio- lisrörelse som krävs hos kugghjulen, och frässtålet med vilken som helst kuggform bringas att röra sig i riktningen för kugglinjen synkront med Coriolisrörelsen hos det rörli- ga systemet. Detta resulterar i att, under samma rörelsebe- tingelse som under den Coriolisrörelse, som krävs när ar- betsstycket utnyttjas såsom kugghjul, ett kugghjul alstras. 512 892 Det ovan beskrivna frässtålet kan alstra den önskade kugg- formen, under det att det kugghjul, som kan bilda ett i pa- ret med arbetsstycket är i kontakt med arbetsstycket såsom om det skulle vara i ingrepp med detsamma.

En femte utföringsform av uppfinningen kommer nu att beskrivas under hänvisning till fig 11 och 12. Även i denna utföringsfornl utnyttjas samma hänvisningssiffror för att beteckna samma delar eller likadana delar hos den kända kuggväxelanordningen, och en detaljerad beskrivning av des- sa delar krävs därför icke.

Den nedanstående formen utnyttjas såsom kuggformen hos Corioliskuggväxelanordningen i denna utföringsform.

Fig ll visar en tvärsektionsvy tagen längs linjen I-I i fig 6 (visar en del av kuggingreppet i större skala). I fig ll visas det första kugghjulet A1, det andra kugghjulet A2 och rullen 4. En tvärsektion av den rulle 4, som utnytt- jas häri, har verklig cirkulär form. Däremot har den kom- plementära fördjupningen 5 följande form. En kontaktvinkel mellan rullen 4 och den komplementära fördjupningen 5 är definierad av a såsom visas. Värdet på a kan anta vilket som helst önskat värde. Det är möjligt att fastställa vär- det för det första kugghjulet A1 respektive det andra kugg- hjulet A2. Kontaktpunkten mellan rullen 4 och den komple- mentära fördjupningen 5 betecknas med Po. När tvärsnittsra- dien hos rullen-4 bestäms till Rl har den komplementära fördjupningen 5 ett tvärsnitt som omskrives av rullen 4 vid kontaktpunkten Po med en radie R = kr, där k är en koeffi- cient inom intervallet 1,001 < k < 1,2. Eftersom koeffici- enten k är större än 1 är den komplementära fördjupningen 5 placerad på ett större avstånd fràn den yttre omkretsen av rullen 4 eftersom den är belägen på längre avstånd från kontaktpunkten Po. Krökta ytor som går genom varje kontakt- punkt Po är var och en skuren av en vertikal linje som går 512 892 26 genom mittpunkten O av rullen 4, och ett spel, som definie- ras av ar (a > O) bildas. Vid ett ställe där dessa plan är representerade av punkten x bildas en tämligen spetsig kon- vex yta vid punkten x. I fig ll betecknar M avståndet mel- lan det första kugghjulet A1 och det andra kugghjulet A2.

Vid en jämförelse av ett ändparti 5a av den av rullen bildade komplementära fördjupningen 5 av det första kugg- hjulet A1 med ett ändparti 5b hos det andra kugghjulet A2 visar att en radie hos ändpartiet 5b är större än det andra. Anledningen till detta är att man vill undvika en källa för ingrepp hos den komplementära fördjupningen 5 av det andra kugghjulet A2 med rullen 4, när den komplementära fördjupningen 5 hos det andra kugghjulet A2 är i ingrepp med den rulle 4, som är anordnad på det första kugghjulet A1, varvid det skall finnas en liten möjlighet till läges- förskjutning dem emellan.

Fig 12 visar en tvärsektionsvy av en ändyta av ett verktyg (skivfräs eller liknande) för framställning av den ovan beskrivna kuggformen. Ordningen hos tillverkningsste- gen är följande. Till att börja med bildas en kropp ll med en konvex form, såsom visas med två streckprickade linjer L1 och L2, medelst en diamantfräs (eller en CBN-fräs) 12. I detta fall antar man att en centrumpunkt hos varje komple- mentär fördjupning, som är belägen på en linje vilken sam- manbinder centrum O hos rullen 4 med varje kontaktpunkt Po, såsom visas i fig ll, är Q1, Q2, Q3 eller Q4, varvid en cir- kel med en radie R1 (R1 < R) och ett centrum som motsvarar Q1 bildas för L1 respektive en cirkel med en radie R1, samt ett centrum som motsvarar punkten Q2 bildas för L2 över en vinkel (ß < 90°) i förhållande till horisontallinjen.

Därefter påföres ett slipmaterial såsom CBN-partiklar på den ovan beskrivna kroppen ll. Därefter bearbetar man återigen den belagda ytan medelst en diamantfräs 13 med en 512 892 27 annan diameter, varvid den verktygsform, som visas med hel- dragen linje L3, bildas. Rörelsecentrumet för diamantfrä- sarna 12 och 13 är detsamma, såsom visas med linjen I4,och ett likformigt slipmedelspartikelskikt bildas på kroppens ll yta. Ytans form är sådan att den komplementära fördjup- ning 5, som visas i fig ll, kan bildas.

Det fördelaktiga resultat som erhålles i enlighet med den femte utföringsformen av uppfinningen med den ovan be- skrivna konstruktionen är följande. När ingreppet sker mel- lan det första kugghjulet A1 och det andra kugghjulet A2, såsom visas i fig 17, påläggs en last P vid kontaktpunkten Po på rullen 4, såsom visas i fig ll. Lasten P kan uppdelas i en överföringskraft T för roterande reaktionskraft och en kraft på den bakre ytan F = Tran a (eller F = Psin a).

Kraften på den bakre ytan F trycker rullen 4 bort från den inskrivna ytan 5 (i riktning uppåt för kugghjulet A1 och nedåt i riktning för kugghjulet A2). Det skall nämnas att kraften på den bakre ytan F är proportionell mot den hertzska påkänningen. Om värdet pà d minskar för att där- igenom minska värdet på F minskar följaktligen den hertzska påkänningen.

I denna utföringsform, eftersom förhållandet R > r, är spelet ar anordnat vid bottenpartiet av den komplementä- ra fördjupningen 5, och rullen 4 utsättes för en belastning P varigenom den styrs av den krökta formen hos den komple- mentära fördjupningen 5, varigenom en kraft för att flytta rullen mot spelet alstras. Denna kraft minskar kraften F på den bakre ytan. Med spelet ar är det även möjligt att jämnt utmata smörjolja mellan rullen 4 och den komplementära för- djupningen 5 för att minska en kraft i riktningen F. Följ- aktligen är det möjligt att minska den hertzska påkänning- en. Livslängden hos ett kugghjul är omvänt proportionell mot nionde potensen för den hertzska påkänningen. Till ex- 512 892 28 empel om den hertzska kraften är en tredjedel förlängs följaktligen livslängden med ca 20 000 gånger.

Det skall nämnas att i det exempel, som visas i fig 12, betraktas en konstant radie R = kr såsom formen hos den komplementära fördjupningen 5. Det är emellertid möj- ligt att erhålla samma fördel även om man utnyttjar en form som gradvis ändras från radien r till radien R vid gränsen av punkten P1 med en verklig cirkelform hos radien r kon- centriskt med rullen 4 i närheten av varje kontaktpunkt Po (inom intervallet 6) såsom visas i fig 13.

Det förfarande, som visas i fig 14, kan även utnytt- jas. För övrigt i ett exempel i fig 14 är formen hos den komplementära fördjupningen 5 symmetrisk med avseende pà den högra och den vänstra sidan. Detta kommer nu att be- skrivas. För det första är kontaktvinkeln mellan rullen 4 och den komplementära fördjupningen 5 vilken som helst öns- kad vinkel 90. I detta fall är kontaktpunkten betecknad med Po. Därefter bildas en komplementär fördjupning S1 med en radie R1 = kr som går genom kontaktpunkten Po. Centrumet 01 för den komplementära fördjupningen S1 (radien R1) som är belägen på en linje mellan kontaktpunkten Po och centrumet 0 hos rullen 4 betraktas. Därefter bildas en komplementär fördjupning S2 med en radie R2 (R2 > R1), vilken är anordnad tillsammans med den komplementära fördjupningen S1 och tan- gerar punkten P1 hos den komplementära fördjupningen S1 bort från kontaktpunkten Po med en önskad vinkel 61 i för- hållande till den raka linje P00 som går genom 01. Dessa komplementära fördjupningar S2 skär varandra på den verti- kala linje som går genom rullens 4 centrum O. Det är möj- ligt att erhålla samma fördel genom att man gradvis ändrar den komplementära fördjupningen 5 från R1 till R; (eller flera ytterligare steg). 512 892 29 Konstruktionen enligt den femte utföringsformen av uppfinningen kan summeras pà följande sätt. Särdraget är, i ett kugghjulspar med kuggar som avgränsas av rullen 4, som utgör rullningsorganet, och den komplementära fördjupningen 5, vilken är ett spår som omger rullningsorganet, att tvär- sektionsradien hos rullningsorganet är R, att kontaktvin- keln mellan rullningsorganet och spàrets yta är d, och att tvärsektionen hos spåret är utformat på ett sådant sätt att det går genom kontaktpunkten mellan rullningsorganet och spàrets yta och att dess radie uppfyller förhållandet R = kr och k > 1. I detta fall föredrar man att värdet på koef- ficienten k ligger inom intervallet 1,001 till 1,2. Det är även möjligt att gradvis ändra tvärsektionsradien hos spå- ret frán R1 till R2.

Det är dessutom möjligt att gradvis ändra tvärsektio- nen hos spåret från den tvärsektionsform som har radien r, vilken går genom kontaktpunkten mellan rullningsorganet och spàrets yta, till en tvärsektionsform med radien R = kr.

Den ovan beskrivna kuggformen är icke begränsad till Corio- liskuggväxelanordningen enligt föreliggande uppfinning utan kan tillämpas vid vilken som helst typ, även om den är av- sedd för den kända Corioliskuggväxelanordningen, såsom vid ett kugghjul med raka kuggar, ett kugghjul med sneda kuggar eller liknande, där kugghjulen bildar ett kugghjulspar som avgränsas av rullningsorganet och det spår som omger rull- ningsorganet. Om den ovan beskrivna tvärsektionsformen tillämpas på skruvspåren hos en kulmatningsskruv och en mutter är det även möjligt att uppnå samma fördel.

Såsom beskrivits ovan är det möjligt enligt förelig- gande uppfinning att uppnå följande fördelar.

Dessa fördelar kan uppnås i en kuggväxelanordning en- ligt patentkravet l, där centrumet för den gemensamma sfä- riska ytan som går genom varje delningscirkel hos det förs- 512 892 30 ta och det andra kugghjulet är utformat i överensstämmelse med centrumet för den gemensamma sfäriska ytan som går ge- nom varje delningscirkel hos det fjärde och det tredje ko- niska kugghjulet, där den ingående axelns geometriska axel ligger på X-axeln hos det XY-koordinatsystem som har origo i centrumet, och där ingreppspunkten mellan det första och det andra kugghjulet och ingreppspunkten mellan det fjärde och det tredje kugghjulet är anordnad i samma kvadrant av XY-koordinatsystemet. Detta resulterar i att det är möjligt att anordna det första till fjärde kugghjulet i samma axi- ella riktningsyta av den roterbara delen för att därigenom minska den axiella dimensionen hos kuggväxelanordningen.

Det är även möjligt att anordna den utgående axeln pà ett koaxiellt sätt med den ingående axeln och det är även möj- ligt att uppfylla olika behov. Det är följaktligen möjligt att vidga tillämpningsområdet för den Corioliskuggväxela- nordning med vilken man kan erhålla ett stort varvtalsre- duktionsförhållande med endast fyra kugghjul.

Med en kuggväxelanordning enligt patentkravet 2, i vilken ingreppspunkten mellan det första och det andra kugghjulet och ingreppspunkten mellan det tredje och det fjärde kugghjulet är anordnad i den första och den andra kvadranten eller i den tredje och den fjärde kvadranten, varigenom det är möjligt att anordna det första till fjärde kugghjulet i samma axiella riktningsyta för den roterbara delen och att minska den axiella dimensionen hos kuggväxel- anordningen. Om de två ingreppspunkterna på bägge sidor om Y-axeln är anordnade nära varandra är det även möjligt att det första till fjärde kugghjulet närmar sig det maximala värdet på delningscirklarna. Det är följaktligen möjligt att höja det tillåtna vridmomentet på varje kugghjulspar.

Det är sålunda möjligt att vidga kuggväxelanordningens ut- formning och densammas tillämpningsområde. 512 892 31 I en kuggväxelanordning enligt patentkravet 3 kan de ovan beskrivna kugghjulen vara koniska kugghjul eller kugg- hjul med spiralskurna kuggar eller koniska kugghjul med sneda kuggar, varigenom kuggingreppet förbättras och den negativa effekten som orsakas av orundheten hos kugghjulen som uppstår vid tillverkningen av desamma undertrycks, var- vid man kan åstadkomma en kuggväxelanordning med låg ljud- nivå och små vibrationer.

I en kuggväxelanordning enligt patentkravet 4, efter- som kuggarna hos de ovan beskrivna koniska kugghjulen är avgränsade av rullarna och de komplementära fördjupningar- na, minskas den hertzska påkänningen och utformningen av dödgången undanröjs och en lämplig förspänning påläggs på kuggarna, varigenom den glidande rörelse som alstras vid ingreppet mellan kugghjulen kan absorberas genom rotation hos rullarna. Det är följaktligen möjligt att samtidigt förbättra effektiviteten med avseende på kraftöverföring och anordningens livslängd.

I en kuggväxelanordning enligt patentkravet 5 är det möjligt att tillverka den ingående axeln och den utgående axeln ihåliga. Till exempel kan utrymmet inuti den ingående och den utgående axel utnyttjas såsom en genomgående passa- ge för att därigenom ytterligare utvidga tillämpningsområ- det för Corioliskuggväxelanordningen.

Enligt ett förfarande för bearbetning av kuggar till kugghjulen i en kuggväxelanordning' enligt patentkravet 6 alstras kuggarna med samma rörelse som den Coriolisrörelse som krävs när arbetsstycket utnyttjas såsom ett kugghjul, varvid ett frässtål med vilken som helst önskad kuggform bringas i kontakt med arbetsstycket på samma sätt som om det kugghjul, som bildar ett kugghjul i ett par av kugg- hjul, skulle komma till ingrepp med arbetsstycket. Vilken som helst önskad kuggform kan således alstras. Det är följ- 512 892 32 aktligen möjligt att erhålla en kuggväxelanordning med hög precision.

I en kuggväxelanordning enligt patentkravet 7 är det möjligt att åstadkomma en masstillverkning av kugghjul el- ler en tillverkning av extremt små kugghjul genom pressning av' en höghàllfast tunn stàlskiva, en skiva av kallsmidd aluminium eller en skiva av plast med ultrahög molekylvikt.

Det är möjligt att åstadkomma en kugghjulsanordning för en mikromaskin eller en industrimaskin eller en billig kugg- växelanordning (när kugghjulen är tillverkade av plast).

Claims (7)

512 892 33 P a t e n t k r a v

1. Kuggväxelanordning, i vilken de respektive geometris- ka axlarna hos ett första kugghjul (A1) med ett kuggantal N1, vilket kugghjul är fäst vid ett hus (6), och ett fjärde kugghjul (A4) med ett kuggantal N4, vilket fjärde kugghjul är monterat på en utgående axel (2), är utformade i över- ensstämmelse med varandra i förhàllande till den geometris- ka axeln hos en ingående axel (1), och en roterbar del (3), som är utförd i ett stycke med dels ett andra kugghjul (A2) med ett kuggantal N2, och dels ett tredje kugghjul (A3) med ett kuggantal N3, är roterbart uppburen på ett lutande par- ti av den ingáende axeln (1), på så sätt att det andra kugghjulet (A2) är i ingrepp med det första kugghjulet (A1) och det tredje kugghjulet (A3) är i ingrepp med det fjärde kugghjulet (A4), k ä n n e t e c k n a cí a v att ett centrum till en gemensam sfärisk yta (Cirl), som gàr genom varje delningscirkel av det första och det andra kugghjulet (A1, A2) är utformat i överensstämmelse med ett centrum till en gemensam sfärisk yta (Cir2), vilken går genom varje delningscirkel av det tredje och det fjärde kugghjulet (A3, A4), att den geometriska axeln hos den utgående axeln (l) är anordnad på en X-axel till ett XY-koordinatsystem med origo (O) i centrumet, att en ingreppspunkt mellan det fjärde och det tredje kugghjulet alltid är anordnad på så- dant sätt att densamma är belägen i samma kvadrant av XY- koordinatsystemet, när de bringas att rotera runt X-axeln, och att den vinkel, som är inrättad att bildas mellan den ingående axeln (1) och dess lutande parti är 6, varvid en vinkel mellan ett plan vinkelrätt mot en rullningsyta hos varje kugghjul och en centrumlinje hos varje delningskon är 61 till 94 för var och en av det första till det fjärde 512 892 kugghjulet (A¿-A4), med ett förhållande 61+ 62= 63-+ 64= 6, och att en kugge med samma höjd är anordnad att bildas på bägge sidor om mot varandra riktade rullningsytor medelst en fräs med den respektive kuggformen hos det första till det fjärde kugghjulet, vilken kuggform är erhållen under antagande av motsvarande cylindriska kugghjul som vart och ett har ett motsvarande kuggantal Zl, Z2, Z3 och Z4 som de- finieras av: Z1 N1 / Sin 61 Z2 = N2 / Sin 92 Z3 N3 / sin 63 Z4 = N4 / sin G4 med en nmtsvarande delningsradie som utgöres av sträckan mellan rullningsytan hos varje koniskt kugghjul och en skärningspunkt mellan ett plan vinkelrätt mot rullningsytan och en centrumlinje hos varje delningskon, varjämte kugg- formen hos kuggarna med samma höjd är inrättad att alstras och överföras på den tillhörande ytan.

2. Kuggväxelanordning enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d a v att ingreppspunkten mellan det första och det andra kugghjulet (A1, A2) och ingreppspunkten mellan det tredje och det fjärde kugghjulet (A3, A4) alltid är anord- nade på ett sådant sätt att de respektive ingreppspunkterna är belägna i den första och den andra kvadranten eller i den tredje och den fjärde kvadranten, när desamma bringas att rotera runt X-axeln i stället för att ingreppspunkten mellan det första och det andra kugghjulet (A1, A2) och in- greppspunkten mellan det tredje och det fjärde kugghjulet (A3, A4) är anordnade i samma kvadrant av XY- koordinatsystemet.

3. Kuggväxelanordning enligt krav l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att de respektive kugghjulen är koniska 512 892 kugghjul, koniska kugghjul med spiralskurna kuggar eller koniska kugghjul med sneda kuggar.

4. Kuggväxelanordning enligt något av kraven 1-3, k ä n- n e t e c k n a d a v att de respektive kugghjulen är ut- formade av rullar (4) och komplementära fördjupningar (5).

5. Kuggväxelanordning enligt något av kraven 1-4, k ä n- n e t e c k n a d a v att den ingående axeln (1) och den utgående axeln (2) är ihåliga.

6. Bearbetningsförfarande för framställning av kuggar till kugghjulen i en kuggväxelanordning, k ä n n e t e c k- n a t a v att ett arbetsstycke fästs vid ett rörligt sy- stem som utför samma rörelse som en Coriolisrörelse, vilken krävs av kugghjulen, att en fräs med vilken som helst öns- kad kuggform bringas att röra sig i en förutbestämd kugg- riktning synkront med Coriolisrörelsen hos det rörliga sy- stemet, och att kuggar hos de spiralskurna kugghjul, som utnyttjas i kuggväxelanordningen enligt något av kraven 1-5, alstras i arbetsstycket.

7. Kuggväxelanordning, k ä n n e t e c k n a d a v att den är försedd med kugghjul som är tillverkade medelst ett gjutningsförfarande, ett kallpressningsförfarande eller ett plastpressningsförfarande medelst formar, till vilka formar den kuggform, som är inrättad att framställas medelst bear- betningsförfarandet enligt krav 6, har överförts.