DE2161666C3

DE2161666C3 - Orthogonales Radgetriebe

Info

Publication number: DE2161666C3
Application number: DE19712161666
Authority: DE
Inventors: Anatolij Konstantinowitsch; Goldfarb Weniamin Iosifowitsch; Ischewsk Georgiew (Sowjetunion)
Original assignee: Ischewskij mechanitscheskij institut; Ischewsky maschinostroitelnyj sawod; Ischewsk (Sowjetunion)
Filing date: 1971-12-11
Publication date: 1976-03-25

Description

40

Bei einem bekannten, den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung darstellenden orthogonalen Radgetriebe (US-PS 16 94 028) können die Zahnflanken der Schnecke, die der Senkrechten auf den beiden Achsen zugewandt sind, ein beliebiges Profil haben, weil diese Flanken an der Kraftübertragung nicht teilnehmen. Das Getriebe hat nur eine Laufrichtung, und nur die konvexen Flanken der Schnecke sind treibende Flanken.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, im Zuge der z. B. aus der DT-PS 11 95 125 oder 10 53 269 entnehmbaren allgemeinen Richtung der technischen Entwicklung ein orthogonales Radgetriebe hoher Belastbarkeit zu schaffen, welches in beiden Drehrichtungen kraftübertragend betrieben werden kann und dessen beide Schneckenflanken hochbelastbar sind. Außerdem sollen möglichst optimale Eingriffsverhältnisse und Unterschneidungsbedingungen verwirklicht werden, wie dies an sich auch bei der US-PS 16 94 028 angestrebt wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Flanktnausbildung gemäß dem kennzeichnenden Teil des eingangs angegebenen Patentanspruchs vorgeschlagen.

Eine sich gemäß dem vorliegenden Erfindungsvorschlag ergebende Zahnform ist an sich aus der US-PS 36 276 bekannt, jedoch bei einem Formfräser, dessen Schneidkanten einen entsprechenden konvexkonkaven Verlauf haben. Diese Ausbildung ist dort gewählt, um sicherzustellen, daß die Zähne der erzeugten Kegelräder untereinander Punktberührung aufweisen, und Gesichtspunkte der Belastbarkeit von entsprechend ausgebildeten Zahnradflanken sind dabei nicht angesprochen.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Radgetriebe ist der Winkel cv₂ des der gemeinsamen Senkrechten auf den Achsen zugewandten Profils der Schneckenwindungen an deren Spitze sehr klein, was sich günstig auf die Erhöhung der Berührungsdruckfestigkeit auswirkt. Außerdem führt die erfindungsgemäße Ausbildung zu verminderten Spannungskonzentrationen am Fuß der Schneckenwindungen, da der Übergang der konkav ausgebildeten Flanke in den Schneckengrundzylinder allmählicher erfolgt und zu einer erhöhten Biegefestigkeit des Windungsfußes auf Grund der größeren Dicke an dieser Stelle. Auf diese Weise wird die Belastbarkeit des Getriebes höher, wenn diese Flanken zur Kraftübertragung kommen.

Nachstehend wird zur weiteren Erläuterung der Erfindung ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein in Richtung der Schneckenradachse gesehenes orthogonales Radgetriebe,

r i g. 2 einen Schnitt durch eine Windung der Zylinderschnecke,

F i g. 3 ein mit dem erfindungsgemäßen Getriebe gebautes Untersetzungsgetriebe.

Das Getriebe besteht aus der Zylinderschnecke 1, deren Achse mit 2 bezeichnet ist, und aus dem Schneckenrad 3 mit der Achse 4. Das Schneckenrad ist als Planrad mit dem Zahnkranz 5 ausgeführt. Die Windungen 6 der Schnecke 1 haben auf deren ganzen Länge die gleiche Höhe h, d. h. sowohl die Zahnfüße als auch die Zahnköpfe liegen auf einem Zylinder 7 bzw. 8.

Schnecke 1 und Schneckenrad 3 sind so angeordnet, daß sie sich außerhalb der Ebene, welche durch die Achse 4 des Schneckenrads 3 geht und senkrecht zur Achse 2 der Schnecke 1 steht, im Eingriff befinden.

Die Flanken 9 der Windungen 6, welche der Senkrechten 10 auf den beiden Achsen des Getriebes zugewandt sind, d. h. die »Frontseiten«, haben ein konkaves Profil, während die ihnen gegenüberliegenden Flanken 11, d. h. die »Rückseiten«, ein konvexes Profil haben.

Die Profilkurven der Windungen 6 sind stetige und nicht gebrochene Kurven beliebiger Form, z. B. kreisförmige oder elliptische Bögen, Parabel- oder Sinusoideabschnitte.

Der Krümmungsmittelpunkt C₁ des Profils der Frontseite 9 in dessen Schnittpunkt 12 mit der Erzeugenden des mittleren Zylinders 13 der Windungen 6 der Schnecke 1 liegt immer außerhalb des genannten Zylinders 13, während sich der Krümmungsmittelpunkt C₉ des Profils der Rückseite 11 in dessen Schnittpunkt 14 mit der Erzeugenden des mittleren Zylinders 13 der Windungen 6 der Schnecke 1 immer innerhalb des genannten Zylinders 13 befindet.

Die an das Profil der Frontseite 9 der Windungen im Punkt 12 gelegte Tangente 15 bildet mit der Ebene 16, welche senkrecht zur Achse 2 der Schnecke 1 steht, einen Winkel <*„, der im Bereich zwischen 5 und 20° liegt, während die an das Profil der Frontseite 9 in dessen Schnittpunkt 18 mit dem

Zahnkopfzylinder 8 gelegte Tangente 17 mit der Ebene 16 einen Winkel <x₂ bildet, der im Bereich zwischen 0 und 10° liegt.

Der Krümmungsradius ^₁ des Profils der Frontseite 9 ist im Punkt 12 gleich 0,5 bis 2,0 des Durchmessers (I₁ des mittleren Zylinders 13 der Schnecke 1.

Die konkave Profilform der Frontseite 9 der Windungen 6 und die Bereiche, in denen die Winkel Ot₁, α, und der Radius O₁ gewählt sind, gewährleisten eine erhöhte Berührungsdruck- und Biegefestigkeit der Windungen 6 und folglich auch erhöhte Belastbarkeit des Getriebes, wenn diese Frontseite der Windung zum Tragen kommt.

Die an das Profil der Rückseite 11 im Punkt 14 gelegte Tangente 19 bildet mit der Ebene 16, welche senkrecht zur Achse 2 der Schnecke 1 steht, einen Winkel cv₃ zwischen 20 und 35°, während die an das Profil der Rückseite 11 in dessen Schnittpunkt 21 mit dem Außenzylinder 8 gelegte Tangente 20 mit der Ebene 16 einen Winkel <x_i zwischen 30 und 50° bildet. Der Krümmungsradius ρ., der Rückseite 11 ist im Punkt 14 gleich 0,5 bis 1,5 3es Durchmessers d_x des mittleren Zylinders 13 der Schnecke 1.

Um ein gutes Anliegen der Flanken der Windungen 6 der Schnecke 1 an den mit ihnen im Eingriff stehenden Flanken der Zähne 22 des Schneckenrads 3 zu erzielen, wird die Steigung / der Windungen 6 gemäß nachstehender Formel errechnet:

t =

InA

η 11: - ■

2R

/4 = Zwischenachsenabstand, d. h. der Abstand zwischen den Schnittpunkten O₁ und O₂ der gemeinsamen Senkrechten 10 auf der Achse 2 der Schnecke 1 und auf der Achse 4 des Schneckenrades 3 mit den erwähnten Achsen in mm;

η = Gangzahl der Schnecke 1;

/ = Verhältnis der Anzahl der Zähne 22

des Schneckenrads 3 zur Gangzahl η der Schnecke 1, d. h. das Übersetzungsverhältnis des Getriebes;

Z₁ und Z₂ = Abstände von der Ebene, welche durch die Senkrechte 10 auf den beiden Achsen geht und senkrecht auf der Achse 2 der Schnecke 1 steht, bis zur benachbarten Stirnfläche 23 bzw. bis zur abgelegenen Stirnfläche 24 des im Eingriff stehenden Schneckenteils in mm;

R — Radius des Außenzylinders 8 der Schnecke 1 in mm.

Die Parameter der Zähne 22 des Zahnkranzes 5

des Schneckenrads 3 hängen von den Parametern der Schnecke 1 und vom Getriebe im ganzen ab. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann zwischen 3 und 450 liegen.

F i g. 3 zeigt ein konkretes Anwendungsbeispiel des Getriebes, und zwar bei einem Hinterachsen-Untersetzungsgetriebe eines Personenkraftwagens.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Orthogonales Radgetriebe mit sich kreuzenden, zu einander versetzten Achsen und mit stetigem, S krummlinigen Zahnflankenprofil, mit einem Planrad als Schneckenrad und mit einer Zylinderschnecke mit asymmetrischen Zahnflanken, wobei die Zahnflanken der Schnecke, die von der Senkrechten auf den beiden Achsen abgewandt sind, ein konvexes Profil aufweisen, das in seinem Schnittpunkt mit dem mittleren Zylinder der Schnecke einen Krümmungsmittelpunkt innerhalb dieses Zylinders besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken (9) der Schnecke (1), die der Senkrechten (10) auf den beiden Achsen zugewandt sind, ein konkaves Profil aufweisen, das in seinem Schnittpunkt (12) mit dem mittleren Zylinder (13) der Schnecke einen Krümmungsmittelpunkt (C₁) außerhalb dieses ao Zylinders besitzt, wobei die Tangente (15) an das konkave Profil der Flanken (9) in dessen Schnittpunkt (12) mit dem mittleren Zylinder (13) der Schnecke (1) mit der senkrecht zu deren Achse (2) stehenden Ebene (16) einen Winkel (^₁) zwisehen 5 und 20° bildet, und die Tangente (17) an das genannte Profil in dessen Schnittpunkt (18) mit dem durch die Zahnköpfe definierten Außenzylinder (8) mit der genannten Ebene (16) einen Winkel (a₂) zwischen 0 und 10° bildet, wobei der Krümmungsradius ^₁) des genannten Profils im Schnittpunkt (12) mit dem mittleren Zylinder (13) der Schnecke (1) das 0,5- bis 2,0-fache des Durchmessers Id₁) des mittleren Schneckenzylinders (13) beträgt.