<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne les couteaux circulaires employés pour le taillage des engrenages coniques à axes concourants ou non et a essentiellement pour objet un nouveau profil coupant pour lesdits couteaux.
Les profils actuellement employés pour ces couteaux sont soit droits, soit en arc de cercle.
Il est bien connu que les couteaux à profil droit ayant des troncs de cône pour surfaces de révolution présentent l'incon- vénient de donner aux dents diminuant progressivement de hauteur, de l'extérieur à l'intérieur, une portée oblique et trop étendue
<Desc/Clms Page number 2>
dans le sens de la hauteur des dents. La correction de cette portée exige des calculs complexes, longs et difficiles hors de portée de la plupart des tailleurs d'engrenages.
On sait également que les couteaux à profil en arc de cercle ayant pour surfaces de révolution des surfaces sphéri-; ques ou toriques, s'ils n'ont pas l'inconvénient des couteaux à profil droit, présentent d'autres inconvénients.. majeurs.
En effet, d'une part, l'angle de pression varie selon le,point du profil considéré et, d'autre part, la localisation exacte du centre des arcs de cercle des profils est indispensable pour pouvoir calculer les réglages de la machine. Ces deux points suffisent déjà à rendre les calculs encore bien plus compliqués et tels qu'ils se trouvent à la seule portée de quelques spécialistes exceptionnellement compétents.
L'objet de la présente invention est un outil qui ne présente pas ces deux inconvénients majeurs. Son but essen- tiel est de réduire au strict minimum les calculs de réglage de manière à les mettre à la portée de tous les tailleurs d'engrenages. Un autre but de l'invention est de conditionner l'outil d'une telle manière que les éléments de réglage puis- sent être tabulés, rendant ainsi le réglage de la machine .infiniment- plus simple et plus rapide.
Selon cette invention, et en,vue d'atteindre ces résultats l'outil qui, par ailleur, possède toutes les autres caractéristiques des outils traditionnel, présente des profils en forme' de spirale logarithmique. Chacun des deux profils est une partie de deux spirales logarithmiques semblables présent un pôle commun, l'une des spirales logarithmiques étant à droite et l'autre à gauche. Les outils ainsi caractérisés pourront être
<Desc/Clms Page number 3>
exécutes selon toute technique actuellement appliquée dans la fabrication des outils à profils droits ou en arc de cercle actuellement en usage.
Ainsi, les outils selon l'invention pourraient être soit à lames coupantes rapportées, soit unique- ment à profil extérieur ou uniquement à profil intérieur, soit encore à profils alternativement extérieur, intérieur ou autre.
Ce n'est donc qu'à titre indicatif qu'une exécution est décrite et exposée plus en détail ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 schématise aussi sommairement que possible une position relative entre un outil conforme à l'invention et une roue à tailler; la figure 2 représente, en coupe radiale partielle, un outil dans lequel sont appliquées les caractéristiques, objets de l'invention; la figure 3 est une vue diagrammatique des caractéristi-- ques fondamentales des outils,- objets de l'invention; la figure 4 schématise très sommairement une machine appliquant le type d'outil, objet de l'invention; les f igures 5 et 6 schématisent des moyens de détalon- nage.
Dans l'exécution de la figure 2, l'outil est constitué, de la manière connue,par un corps ou disque 1 sur la périphérie duquel sont fixés, en l'occurrence par des vis 2, des couteaux ou lamescoupantes 3.
Selon l'invention, ces lames coupantes présentent un profil extérieur 4 et un profil intérieur 5, tous deux en forme de spirale logarithmique. Ces deux profils sont constitués par deux tronçons de spirales logarithmiques,respectivement 6-7, l'une étant gauche et l'autre droite, et toutes deux ayant un
<Desc/Clms Page number 4>
pôle commun C.
Moyennant ces caractéristiques nouvelles de l'outil de taillage, les deux inconvénients majeurs prérappelés, propres aux outils actuels, sont écartes, comme il résulte clairement de l'examen de la vue diagrammatique de la figure 3 et des considé- rations suivantes : par application de Inéquation @@@ire de la spirale extérieure 6, on a :
EMI4.1
et, par application de Inéquation polaire de la spirale inté- rieure 2, on a :
EMI4.2
Dans ces relations, R est le rayon vecteur de la spirale 6 du profil extérieur 4;
r est le rayon vecteur de la spirale 2 du profil intérieur 5;d est le diamètre nominal,CP en étant le rayon, du couteau 3., Ó est l'angle de pression et est l'angle vectoriel.
D'autre part, si l'on considère la ligne AD qui est une normale en D à la spirale extérieure 6. et la ligne BE qui est @ une normale en E à la spirale intérieure,2, par application de la formule du rayon de courbure :
EMI4.3
on obtiendra pour expression desdites lignes AD et BE,
EMI4.4
<Desc/Clms Page number 5>
Il en résulte que les anglesACD et BCE sont deux angles droits et que, par conséquent, la ligne ACB est une droite perpendiculaire à CE))
Enfin, pour la spirale extérieure 6, on peut encore écrire :
AC = R , tg Ó et pour la spirale intérieure 7, on peut encore écrire :
CB = r , tg Ó
Il en résulte donc que les angles de pression ADC et BEC sont égaux(Ó) et constants, quel que soit l'angle vecto- riel 9 . En outre, la droite CED se trouve dans le plan primi- tif de taillage. La conséquence de cette disposition est que la machine doit toujours être réglée de telle manière que le pôle commun C se trouve dans ce plan primitif de taillage. Les centres A et B des rayons de courbure se trouvent alors en projection sur une perpendiculaire élevée en C à ce plan. Leur localisation est aisée et parfaitement correcte.
En effet, cette localisation peut se faire par deux rotations extrêmement faciles à déterminer*.- l'une tient comptede l'inclinaison de l'outil dans le sens per- pendiculaire au plan de la figure, est fonction de l'angle de , fond de dent à obtenir et correspond à une rotation autour de la droite CD; la seconde tient compte de l'inclinaison de l'outil dans le plan de la figure, est fonction de la profondeur et, par conséquent, du module à tailler et correspond à une rotation autour du centre polaire C.
L'axe de l'outil passe par le pôle commun C et son in- clinaision(Ó) par rapport à l'origine CP -- des spirales peut être quelconque. Toutefois, un outil donné étant prévu pour tailler une série limitée de modules, l'angle sera choisi d'une telle manière qu'il soit acceptable tant pour le module
<Desc/Clms Page number 6>
minimum que pour le module maximum prévus. Il en résulte que, si l'on désigne par,3 l'inclinaison de l'outil par rapport au plan primitif dans le plan de la figure, on a Ú=4 +ss.
Dans ce cas, on peut aisément s'arranger pour obtenir qu'à la taille du module minimum corresponde une inclinaison nulle de l'août il par rapport au plan primitif (ss=o).
De cette disposition, il résultera que les centres A et B desrayons de courbure se trouveront sur l'axe de l'outil pour la taille du moduleminimum,mais s'en écarteront, toujours ,du même côte, au fur et à mesure que le module taillé augmentera.
Un aùtre moyen consisterait à s'arranger pour que l'in- clinaison de l'outil par rapport au plan primitif soit nulle lorsqu'on taille le module moyen par rapport aux modules minimum et maximum prévus. Dans ce cas,,,3 serait négatif pour les petits modules et positif pour les grands. Les centres A et B se dé- placeraient alors d'un côté de l'axe à l'autre et coïncideraient avec celui-ci pour la taille du module moven. On aperçoit donc que les combinaisons pour assurer le réglage aisé et rapide de la machine peuvent être nombreuses.
Le module minimum pouvant être taillé par un tel outil est fonction'de la largeur de pointe qui, elle-même, dépend de la distance séparant le centre polaire C du plan de rotation extrême de l'outil, distance représentée en b.
De ce qui précède, on peut donc établir Que l'outil et sa position correcte seront fonction des données suivantes :
1) - modules minimum et maximum pouvant être taillés;
2) - diamètre nominal du couteau d;
EMI6.1
3) 'a-,igle de pr?ssion ± ; 4)- distance b du centre polaire C au plan de rotation extrême de l'outil; écart angulaire (,* entre le plan de rotation de 'l'outil et l'origine des tronçons de spirale inter- .venant dans les profils intérieur et extérieur
<Desc/Clms Page number 7>
de l'outil;
du
6) - distance du pôle C au point D/profil. extérieur soit distance R=d. e tg @@@/2
7) - distance du pôle C au point E du profil intérieur, soit distance =d2 soit distance r d/4R
Les valeurs R et r, variables, pourront être tabulées soit en fonction de .7 soit directement en fonction de, 3 . Dans ce dernier cas, la connaissance de 4 n'est pas indispensable pour les calculs tilt---'rieurs. L'épaisseur de l'outil DE = R - r ainsi que sa saillie
EMI7.1
seront également tabulées. Egalement pourront être tabulés les rayons de courbure AD et BE ainsi que les valeurs des sous- normales correspondant à AC et CB, ce qui,
systématiquement, supprime tous les calculs relatifs à l'outil.
On remarque que la différence entre les rayons de cour- bure (R - r) de laquelle dépend le mismatch dans le sens de la
CosÓ hauteur des dents augmente avec le module taillé, ce qui est normal. Effectivement, les grands engrenages ayant des efforts plus considérables à transmettre, sont exécutés aussi petits que possible et, par ce fait, sont soumis à des déformations plus importantes que les petits engrenages dont les dimensions minimum sont plus généralement déterminées par les possibilités de fabri- cation raisonnable que par la puissance à transmettre.
On remarquera aussi que la constance de l'angle de pression Ó, par suite des caractéristiques nouvelles introduites dans les outils conformes à l'invention, permet une tabulation de valeurs qui sont directement fonction de cet angle, ce qui n'est pas le cas pour les outils en arc de cercle. Il en résulte, ipso facto, que des calculs peuvent ainsi être supprimés.
<Desc/Clms Page number 8>
La construction proprement dite de l'outil peut se faire' de toute manière comme décrit et expose précédemment. De plus, la rectification des profils ne pose pas de problème plus ardu que la rectification des outils à arc de cercle.
L'outil, objet de l'invention, présente encore la ca- ractéristique que le détalonnage peut se faire de toutes les manières connues à la seule condition que le profil reste con- stant. De plus, l'outil selon 1'invention se prête encore à un détalonnage dans des conditions nouvelles et originales consis- tant à détalonner suivant la direction d'une hélice inscrite sur une sphère ayant le pôle commun des spirales logarithmiques pour centre. Ce mode nouveau de détalonnage que l'on peut appe- ler "détalonnage polaire" présente l'avantage que le pôle se maintient à la même distance de la face de fixation de l'outil.
On comprendra davantage cette disposition nouvelle en comparant les schémas des figures 5 et 6. En effet, dans le détalonnage axial, c. à d. le long d'une hélice cylindrique, on constate, comme schématisé à la figure 5, qu'après chaque affûk- tage, le pôle C s'est déplacé sur l'axe XX d'une quantité qu'il importe de mesurer afin de pouvoir, par un moyen apprié et spécial, remettre ledit pôle C en place correcte sur la ma- chine.
Au contraire, dans le détalonnage polaire, c.à d. en direction d'une hélice sphérique, comme schématisé à la figure 6, le pôle C ne subit aucun déplacement mais il faut mesurer l'angle @ par des moyens connus, c.à d. existants, et il suffira d'incliner l'axe de l'outil de cette quantité supplé- mentaire ' de manière à tailler la même profondeur.
Il appert donc que non seulement les caractéristiques nouvelles n'introduisent absolument aucune complication dans la figure des outils mais que la plupart des éléments de ré- glage de l'outil et de la machine pourront être préalablement
<Desc/Clms Page number 9>
tabulés. Ils pourront être exécutés systématiquement et sans aucune difficulté ni effort intellectuel par les tailleurs d'engrenages de toute compétence. De plus, les quelques calculs subsistants sont extrêmement simples, rapides et à, portée pra- tiquement de tout homme de relier spécialisé dans la taille des engrenages coniques, hypoïdes et similaires.
EMI9.1
B,1-V:8!mrCA'T' IONS .
1.- Outil pour la taille des engrenages coniques, hypoides et similaires, caractérisé en ce qu'il présente des profils en forme de spirale logarithmique.