DE367655C

DE367655C - Verzahnung

Info

Publication number: DE367655C
Application number: DET26274D
Authority: DE
Original assignee: OTTO TEICHMANN DIPL ING
Current assignee: OTTO TEICHMANN DIPL ING
Priority date: 1922-02-14
Filing date: 1922-02-14
Publication date: 1923-01-25

Description

Verzahnung. Das wesentliche Merkmal der Evolventenzahnräder ist die geradlinige Eingriffslinie, welche Tangente an die Grundkreise beider Räder ist. Die Teilung der Zahnräder, bezogen auf den Bogen des Grundkreises, kann gemessen werden, statt auf diesem Bogen, in der geradlinigen Abwickelung des Grundkreises, d. h. in einer beliebigen Eingriffslinie, sie heiße die Grundteilung.
Die bisher herrschende Ansicht war, daß nur 2 Räder mit genau gleicher Grundteilung stoßfrei zusammenarbeiten können. Tatsächlich ist aber das Gegenteil der Fall. 2 Räder mit genau . gleicher Grundteilung können n=cht stoßfrei zusammenarbeiten, weil beim Arbeiten der Räder infolge der Durchbiegung der Zähne die Grundteilung an der Stelle des Eingriffes verändert wird unter der Einwirkung des Zahndruckes, und zwar wird die Teilung @ des treibenden Rades durch die Biegung verkleinert, die Teilung t2 des getriebenen Rades vergrößert an der Stelle, welche für den Eingriff des nachfolgenden `Zahnes in Betracht kommt. Infolgedessen stößt die Kopfecke des getriebenen Zahnes in die Fußflanke des treibenden Zahnes. Auf der verkleinerten Wegstrecke t des treibenden Zahnes ist zu wenig Arbeit geleistet worden, und diese zuwenig geleistete Arbeit muß durch den Eingriff stoß nachgeholt werden. Von diesem Vorgang ist nur die Wirkung allgemein bekannt, das ist die starke Abnutzung der Fußflanke der treibenden Zähne, welche fälschlicherweise allein auf das vermehrte normale Gleiten der Flanken an dieser Stelle zurückgeführt zu werden pflegt. Das Gleiten der Flanken ist an dieser Stelle tatsächlich durchaus unnormal, denn die treibende Fußflanke wird doppelt bestrichen, und zwar bei durch Stoß erhöhtem Zahndruck. Vermehrt kann dieser Eingriffstoß noch werden durch Herstellungsfehler, welche nicht vermeidbar sind. Dagegen läßt er sich aus dem oben angebrachten Grunde auch bei genauester Herstellung der Verzahnung nicht beseitigen; solange die Grundteilungen der beiden zusammenarbeitenden Verzahnungen genau gleich gemacht werden. Er kann jedoch beseitigt werden, wenn gemäß der Erfindung die treibende Grundteilung t1 größer gemacht wird als die getriebene Grundteilung 9i > t2 oder t1 - t2 = d Falls es möglich wäre, die Evolventen mathematisch genau herzustellen, würde der Betrag der Durchbiegung der Zähne b als Differenz d der Teilungen genügen, also d = b gemacht werden können. Nun ist aber stets mit Herstellungsfehlern zu rechnen und mit Fehlern, welche durch Abnutzung im Betrieb eintreten können. Damit also die Eingriffstöße mit Sicherheit und für eine längere Betriebszeit beseitigt werden, ist dieser mögliche Fehler f in der Weise zu berücksichtigen, daß d-b+f-tl-t2. Die absolute Größe von d wird je nach der Güte der Ausführung, je nach Material und Verwendungszweck verschieden ausfallen müssen, z. B.

für Holzverzahnung mehr, können als übliche Mittelwerke angesehen werden, wenn mit a1 der Eingriffswinkel des treibenden Profils, mit a2 der Eingriffswinkel des getriebenen Profils nach Abb. i ist, wobei an den Zähnen Abb. 3 H, J, K, L gerade der Druckwechsel auftritt.
Abb. i ist ein Querschnitt zweier geradliniger Zahnformen, welche durch Abwälzen je einer Modullinie auf dem Teilkreis des treibenden und getriebenen Zahnrades die Evolventen Zahnflanken erzeugen.
Abb. 2 zeigt den Querschnitt zweier anderer Zahnformen zum gleichen Zweck, Abb. 3 den Querschnitt zweier Räder mit io Zähnen bzw. ioo Zähnen, welche durch Abwälzung der Zahnformen nach Abb. i erzeugt sind.
Die Zähne H und J sind auf dem Weg A-B außer Eingriff gekommen unter allmählicher Entlastung von Zahndruck P bei Punkt A, auf Zahndruck 0 bei Punkt B. Zähne K, L sind auf dem Weg 0-E zum Eingriff gekommen unter Übernahme der Last von Zahndruck 0 bei Punkt 0, auf Zahndruck P bei Punkt E. Gleichzeitig haben sich die Zähne K und L durchgebogen von der gestrichelten in die ausgezogene Lage, während J und H sich um einen Teilbetrag b der Strecke C-D=d gestreckt haben.
Die Umkehrung der Bewegung in Abb. 3 veranschaulicht den seitherigen Zustand, wenn Rad 2 treibt. Der Zahn H stößt in die Flanke von J in Richtung der eingezeichneten Kopfbahn F, unter der Annahme, daß durch die Biegung t2 < t1 geworden ist. Bei großen Teilfehlern kann sogar Selbsthemmung und Bruch eintreten.
Die Anwendung der Erfindung hat außer der völligen Vermeidung der Eingriffstöße den Vorteil, daß für eine längere Betriebs- und Abnutzungszeit gerade die Fußflanke des treibenden Rades geschont und der Punkt G in Abb. 3 beim neuen Rad gar nicht benutzt wird, die Abnutzung wird also in ganz andere Bahnen gelenkt. Infolge der Durchbiegung der Zähne wird die Teilung t1 bei Vollbelastung annähernd gleich der Teilung t2 werden. Die restlichen Fehler werden durch Abnutzung bei B und C (Abb. 3) mit der Zeit sich verbessern und verschwinden, die Räder bekommen die Fähigkeit, sich einzulaufen. Die gezeichneten Zahnformen in Abb. 1 und 2 können sowohl als Grundlage für Schneidwerkzeuge als auch für Lehren zur Meßkontrolle dienen. Derart hergestellte Werkzeuge und Lehren müssen natürlich derart bezeichnet sein, daß das für den treibenden Teil bestimmte Gerät nicht mit dem für den getriebenen Teil bestimmten, anders gestalteten Gerät verwechselt werden kann.
Steht ein Zahnrad mit ein und derselben Verzahnung mit 2 oder mehr Verzahnungen im Eingriff (beispielsweise im Zwischenrad mit einem treibenden und einem weiteren getriebenen Rad), so ist bei der Bestimmung der Teilungen entsprechend mehrfach nach der Erfindung zu verfahren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verzahnung für Zahnräder und für Werkzeuge zur Herstellung von Zahnrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die treibende Verzahnung eine größere Teilung besitzt als die getriebene Verzahnung, zum Zweck, die durch die Durchbiegung der Zähne auftretende Veränderung der Grundteilung zu berücksichtigen.
2. Verzahnung nach Anspruch i für Evolventenzahnräder und für Werkzeuge zur Herstellung von Evolventenzahnrädern nach dem Abwälzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die treibende Zahnform eine größere Grundteilung besitzt als die getriebene Zahnform, sei es infolge entsprechender Bemessung der Modulteilung, sei es infolge entsprechender Wahl des Eingriffswinkels der Werkzeuge und Meßlehren.