DE1026595B

DE1026595B - Verfahren und Maschine zum Herstellen, insbesondere zum Schleifen, von Stirnraedern mit einer sich ueber die Zahnbreite aendernden Profilkorrektur der Zahnflanken

Info

Publication number: DE1026595B
Application number: DEH19747A
Authority: DE
Inventors: Fritz Hurth
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1954-03-23
Filing date: 1954-03-23
Publication date: 1958-03-20

Description

Verfahren und Maschine zum Herstellen, insbesondere zum Schleifen, von Stirnrädern mit einer sich über die Zahnbreite ändernden Profilkorrektur. der Zahnflanken Die Erfindung bezieht sich auf die Korrektur von Zahnflanken.
Es sind; Verfahren und Maschinen zum Herstellen, insbesondere zum Schleifen, von, gerade- oder schrägverzahnten Stirnrädern bekannt, bei welchen das Werkstück in Achsrichtung relativ zu einem mit seiner Rotationsebene gegenüber derAchse des Werkstücks unter dem Zahnschrägungswinkel angeordneten mit radialen Schneiden vom Profil der Zahnflanke versehenen rotierend antrenbbaren Werkzeug, insbesondere einer Profilschlei.fscheibe, bewegt wird und ihm während der Relativbewegung eine dem Schrägungswinkei entsprechende Drehbewegung um seine Achse, erteilt wird.
Es kann bei Zahnrädern in gewissen Fällen erwünscht sein, das Tragbild an den einzelnen Stellen der Zähne in unterschiedlicher Weise nach innen oder außen zu verschieben, d. h. eine sich über die Zahnbreite stetig ändernde Form der Zahnflanke zu erhalten.
Gemäß der Erfindung wird ein Zahnrad mit einer sich über die Zahnbreite ändernden: Korrektur der Zahnflanke bei dem oben; beschriebenen Verfahren dadurch: hergestellt, daß die Relativbewegung zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug bei gleichem Winkel zwischen Werkzeug- und; Werkstücka.chse auf einer Bahn ausgeführt wird., die mit der geometrischen Achse des Werkstücks, einen, vorbestimmten Winkel bildet und dem Werkstück während der Relativbewegung eine diesem Winkel entsprechende zusätzliche Drehung um seine Achse erteilt wird.
Man erhält mit dem neuen Verfahren ein Zahnrad mit Zähnen, die eine verwundene Zahnflanke aufweisen. Das gleiche Verfahren, kann. aber ebenso dazu benutzt werden, um eine bei, der Herstellung entstehende, einer Verwindung ähnliche Verzerrung der Zahnflanke zu korrigieren, wie sie beispielsweise bei der Erzeugung von positiv oder negativ längsballigen Zahnflanken auftritt.
Beim Herstellen von Zahnrädern mit von der Evolventenform abweichenden und sich der Kreisbogenform näherndem Zahnprofil ist bereits eine Korrektur in Diagonalrichtung der Zahnflanke bekanntgeworden. Nach diesem Verfahren wird, das von der Evodventen, form abweichende Zahnprofil mittels eines Werkzeugs mit gerader Kante im Abwälzverfahren dadurch # hergestellt, daß das relative Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Werkzeug und Werkstück während der Abwälzbewegung geändert wird. Hierbei kann eine Korrektur in Diagonalrichtung dadurch erhalten werden, daß die relative Geschwindigkeitsänderung über die Länge des Zahnprofils geändert wird. Es wird hierbei also über die Länge des Zahnes die Größe- der Abweichung des Zahnprofils von der korrekten Evolventelform geändert. Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird dagegen an jeder Stelle der Zahnflanke ein Evolventenprofil erhalten, nur ändert sich über die Länge des Zahnes die Steigung bzw. der Eingriffswinkel des Zahnprofils, Die Erfindung wird im fo,lgendlen an Hand schematischer Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansieht der Zahnradschleifmaschine; Fig. 2 ist eine Draufsicht der Maschine nach Fig. 1. Fig. 3 zeigt ein Zahnrad in Seitenansicht; in Fig. 4 ist die gegenseitige Lage von Zahnflankenevolventen und zugehörigen Grundkreisen sowie ihrer Mittelpunkte entlang den Zahnflanken in Projektion auf die Stirnebene des Zahnradfes dargestellt.
Das Werkstück 1 ist in bekannter Weise zwischen den. Spitzen der Arbeitsspindel 2 eingespannt, welch das Werkstück bei ihrer Bewegung mitnimmt. Am Ende der Arbeitsspindel sitzt eine Teilscheibe 3, mit der eine Klinke 4 an einer Klinkenscheibe 5 zusammtenwirkt. Diese Klivnken@scheilxe 5 ist mittels Lager 6 auf der Arbeitsspindel gelagert und. trägt einen Wälzbogen 7, der seine Bewegung über. Wälzbänder 8 von einem Querschlitten 9 erhält, dessen. Führungsrolle 10 mit dem Führungslineal 11 zusammenwirkt und dessen Durchmesser der Einfachheit halber hier gleich: dein Durchmesser des Grundkreises des zu schleifenden Werkstücks angenommen ist. Die kraftschlüssige Anlage der Rolle 10 an dem Führungslineal 11 wird durch eine (nicht gezeigte) Einrichtung sichergestellt. Das Zahnprofil am Werkstück 1 wird durch eine Profilschleifscheibe 15 geschliffen, die auf der Welle 16 befestigt ist.
Die Arbeitsspinde(1 mit dem Wälzbogen isst in einem Aufsatz 17 gelagert, der gegenüber dem Längsschlitten, 18 der Zahnradschleifmaschine um einen Drehzapfen 19 schwenkbar ist, der senkrecht unter dem Werkstück liegt und' dessen geometrische Achse die Werkstückachse schneidet. Die Einstellung des Aufsatzes der Maschine gegenüber dem Längsschlitten 18 kann durch einte Feststellschraube 20 fixiert werden, die durch einen kreisbogenförmigen Schlitz 2.1 im Aufsatz hindurchgeht. Wenn, der Aufsatz der Maschine gegenüber dem Längsschlitten: so eingestallt wird, daß die Werkzeugachse parallel zur Bewegungsrichtung des Längsschlittens liegt, so arbeitet die, gezeigte Maschine wie eine normale Zahnradschleifmaschine. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein Schrägzahnrad geschliffen.
Will man gemäß der Erfindung eine gewundene Zahnflanke schleifen, so wird der Aufsatz um einen kleinen Winkel a um den Drehzapfen 19 gegenüber der Bewegungsrichtung des Längsschlittens, geschwenkt, wobei der Winkel in. bekannter Weise durch eine Gradeinstellung mit Nonius abgelesen werden kann. Um nach' dieser Tischverstellung die Schleifscheibe 15 wieder in die richtige Stellung zu. der Verzahnung zu bringen, wird die Schleifscheibenachse um den gleichen Winkel a geschwenkt, und zwar um einte geometrische Achse, die durch; die Stelle hindurchgeht, an der die Schleifscheibe das Werkstück beim Schleifen berührt und die auch die Werkstücka.chse schneidet. Das. Werkstück wird so, eingespannt, daß diejenige Stelle der Verzahnung genau über der geometrischen Achse des Drehzapfens 19 liegt, welche die normale Zahnflankenform erhalten: soll. Damit der Schrägungswinkel des Zahnrades trotz Verwindung der Zahnflanke dem gewünschten Wert entspricht, wird auch das Führungslineali 11 um den gleichen Winkel a wie Schleifscheibe 15 und Aufsatz 17 verstellt.
Das Entstehen der verwundenen Zahnflanl,:e wird an Hand der Fig. 3 und 4 beschrieben. Fig. 3 zeigt ein Zahnrad W in Seitenansicht. Es ist angenommen, daß es. sich, hier um ein, geraädeverzahntes Stirnrad handelt. Die Unie C-D ist die Achse des Rades, die unter dem Winkel a gegenüber der Bewegungsrichtung fl-B des Längsschlittens eingestellt ist. In der Draufsicht schneidet die Linie A-B diie Achse C-D auf der geometrischen Achse des Drehzapfens 19. Der Schnittpunkt ist mit 21° bezeichnet, der, bezogen auf die Breite, in der Mitte des Zahnrades liegt. An dieser Stelle des Zahnrades wird von der Prafilschleifscheibe 15- die normale Zahnradflanke geschliffen, die in Fig. 4 mit 21 bezeichnet ist. Der zu dieser Evolventc 21 gehörende Grundkreis 21" hat seinen Mittelpunkt 21' genau auf der Achse C-.D des Zahnirad'es W.. Wenn der Längsschlitten, in der Weise bewegt wird, daß die Schleifscheibe 15 die Zahnflanke an der Stirnseite 24 des Zahnrades W berührt, dann wird infolge der Tatsache, daß das Führungslineal 11 um den gleichen Winkel a verstellt worden ist, die Evodvente 2.2 vom gleichen Punkt 26 ausgehend steiler verlaufen bzw. der Mittelpunkt 22' des zugehörigen, Grundkreises 22" gegenüber der Zahnradmitte 2.1' nach rechts verschoben sein. In ähnlicher Weise verläuft die von der Schleifscheibe an dien Stirnseite 25 geschliffene Zahnflanke 23 flacher, und der zu dem entsprechenden Grundkreis 23" gehörende Mittelpunkt 23' ist gegenüber der Mitte des Zahnrades 21' nach der entgegengesetzten Seite verschoben. Wenn, der Winkel a, um den: der Aufsatz ;7 gegenüber dem Längsschlitten 18 geschwenkt worden ist, genau dem Winkel a gleicht, um den das Führungslineal verstellt worden ist, so schneiden, sich die Zahnflanken:evolventen in. Stirnansieht alle in dem gleichen Punkt 26. Es entsteht somit eine verwundene Zahnflanke, wobei die Evolvente sich:, über die Zahnbreite betrachtet, um den Punkt 26 dreht. Ein auf diese Weise erzeugtes Zahnrad entspricht etwa einem solchen Zahnrad, das in. der Mitte mit denn. normalen. Eingriffswinkel, beispielsweise 20°, geschliffen ist und bei dem der Eingriffswinkel an den beiden Enden um einen kleinen. Winkelbetrag nach der einen. bzw. nach der anderen. Seite von diesem normalen; Wert abweicht.
Die durch: das neue Verfahren erzielten Änderungen, der Zahnflanke sind so geringfügiger Art, daß eine wirtschaftliche Nutzung des Verfahrens in der Praxis in erster Linie beim Zahnfiankenschleifen, gleichviel welcher Art, von; Bedeutung ist, obwohl auch beispielsweise beim Abwälzfräsen und Abwälzstoßen dieselbe Wirkung erzielt werden kann.
Ebenso lassen. sich: nach diesem Verfahren. sowohl schräg- als auch geradeverzahnte Stirnräder mit verwundenen Zahnflanken herstellen. Wichtig ist nur, daß in jedem Falle die Werkstückachse gegenüber der Längsbeewegungsrichtung des die Werkstückspindel tragenden Schlittens im Winkel eingestellt wird und daB die Stellung des Werkzeugs und die Steigung der dem Werkzeug erteilten Schraubenbewegung um den der Verstellung entsprechenden Winkelbetrag nachgestellt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen, insbesondere zum Schleifen, gerade- oder schrägverzahnter Stirnräder mit einer sich über die Zahnbreite ändernder, Profilkorrektur der Zahnflanken, bei welchem das Werkstück in, AChs.rich,tung relativ zu einem mit seiner Rotationsebene gegenüber der Achse dies Werkstücks unter dem Zahnschrägungswinkel angeordneten mit radialen Schneiden vom Profil der Zahnflanke versehenen: rotierend antreibharen Werkzeug, insbesondere einer Profilschleifscheibe, bewegt und ihm während der Relativbewegung eine dem Schrägungswinkel entsprechende Drehbewegung um seine Achse erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug bei gleichem Winkel zwischen. Werkzeug- und. Werkstückachse auf einer Bahn ausgeführt wird, die mit der geometrischen Achse des Werkstücks einen Winkel bildet, und da.ß dem Werkstück während der Relativbewegung eine diesem Winkel entsprechende zusätzliche Drehung um seine Achse erteilt wird.
2. Verzahnungsmaschine, insbesondere Zahnradschleifmaschine, für gerader oder schrägverzahnte Stirnräder, bei welcher das Werkstück in Achsrichtung relativ zu einer Pro:filschleifscheibe bzw. einem anderen das Profil der Zahnflanke aufweisenden Verzahnungswerkzeug mittels eines das Werkstück aufnehmenden Schlittens bewegt und ihm während der Relativbewegung eine dem Schrägungswinkel entsprechende Drehbewegung um seine Achse erteilt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach: Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d'aß die Lagerung des Werkstücks gegenüber der Bewegungsbahn dies, die geradlinige Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug herstellenden Schlittens im Winkel einstellbar ist.
3. Verzahnungsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Drehachse für die Winkeleinstellung zwischen dem Längsschlitten und der Lagerung des Werkstücks die Werkstückachse etwa im Bereich des Werkstücks schneidet. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 924 559; britische Patentschrift Nr. 158 470; USA.-Patentschrift Nr. 1937 628.