JP5462271B2 - 対応するフェイスカッタヘッドを使用した連続割出法において内サイクロイドの歯を有するベベルギヤを製造する方法 - Google Patents

対応するフェイスカッタヘッドを使用した連続割出法において内サイクロイドの歯を有するベベルギヤを製造する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5462271B2
JP5462271B2 JP2011533659A JP2011533659A JP5462271B2 JP 5462271 B2 JP5462271 B2 JP 5462271B2 JP 2011533659 A JP2011533659 A JP 2011533659A JP 2011533659 A JP2011533659 A JP 2011533659A JP 5462271 B2 JP5462271 B2 JP 5462271B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutter head
teeth
bevel gear
cutter
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011533659A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012506779A (ja
JP2012506779A5 (ja
Inventor
ハルトムート・ミューラー
カルステン・ヒュネッケ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Klingelnberg AG
Original Assignee
Klingelnberg AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Klingelnberg AG filed Critical Klingelnberg AG
Publication of JP2012506779A publication Critical patent/JP2012506779A/ja
Publication of JP2012506779A5 publication Critical patent/JP2012506779A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5462271B2 publication Critical patent/JP5462271B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/12Milling tools
    • B23F21/22Face-mills for longitudinally-curved gear teeth
    • B23F21/223Face-mills for longitudinally-curved gear teeth with inserted cutting elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F9/00Making gears having teeth curved in their longitudinal direction
    • B23F9/08Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob
    • B23F9/10Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob with a face-mill
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F9/00Making gears having teeth curved in their longitudinal direction
    • B23F9/08Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob
    • B23F9/10Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob with a face-mill
    • B23F9/105Making gears having teeth curved in their longitudinal direction by milling, e.g. with helicoidal hob with a face-mill with continuous indexing, i.e. with continuous work rotation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/17Gear cutting tool
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/17Gear cutting tool
    • Y10T407/1705Face mill gear cutting tool
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/17Gear cutting tool
    • Y10T407/1705Face mill gear cutting tool
    • Y10T407/171Adjustable teeth
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T407/00Cutters, for shaping
    • Y10T407/17Gear cutting tool
    • Y10T407/1715Hob
    • Y10T407/1725Hob including holder having seat for inserted tool
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/10Gear cutting
    • Y10T409/101431Gear tooth shape generating
    • Y10T409/103816Milling with radial faced tool
    • Y10T409/103975Process
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/10Gear cutting
    • Y10T409/101431Gear tooth shape generating
    • Y10T409/103816Milling with radial faced tool
    • Y10T409/104134Adapted to cut bevel gear
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/10Gear cutting
    • Y10T409/101431Gear tooth shape generating
    • Y10T409/103816Milling with radial faced tool
    • Y10T409/104134Adapted to cut bevel gear
    • Y10T409/104293Adapted to cut bevel gear with means to continuously rotate work and means to co-form all teeth of gear
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/10Gear cutting
    • Y10T409/107791Using rotary cutter
    • Y10T409/108109End mill
    • Y10T409/108268Radially faced
    • Y10T409/108427Using plural, selectively usable tools

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Harvester Elements (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Description

本発明は、連続割出法において、対応するフェイスカッタヘッドを使用して、内サイクロイドの歯を有するベベルギヤを製造する方法に関する。
本願は、2008年10月30日に出願された欧州特許出願EP08 167 925.0と、2009年5月7日に出願された欧州特許出願EP09 159 654.4とに基づく優先権を主張するものである。
ベベルギヤには、とりわけ、縦方向の側面ラインの輪郭に基づき区別される種々のタイプがある。縦方向の側面ラインの輪郭に従って区別されるベベルギヤとして、ストレートベベルギヤ、ヘリカルベベルギヤ及びスパイラルベベルギヤがある。
ベベルギヤの一対の歯は、(ピッチ円錐角が分かっていれば、)関連するバーチャルのプレーンギヤ(plane gear)の歯によって独自に構築され得る。対応するプレーンギヤ(plane gear)は、非常に薄いプロファイルディスク(a wafer-thin profile disc)として想像されることもできる。前記プレーンギヤ(plane gear)は、ピッチ円錐角がδ=90°に設定されたベベルギヤの歯から生じる。一般に、プレーンギヤ(plane gear)の歯を通る全ての直交断面は、直線状の側面を有する。ベベルギヤ対のベベルギヤは、プレーンギヤ(plane gear)の歯数が同じである。
「スパイラルベベルギヤ(spiral-toothed bevel gears)」という用語は、おそらく、このギヤを一般的に「スパイラル状ベベルギヤ(spiral bevel gears)」と呼ぶ米国の人々から受け継がれたものであろう。螺旋は弧の特殊な形状(例えばアルキメデス螺旋)を示すものであるため、ここでは、「スパイラルベベルギヤ」という用語に代えて「弧型ベベルギヤ」という用語を使用する方がよい。しかしながら、実際に自身を構築するとき、「スパイラルベベルギヤ」という用語は以降もまだ使用される。
スパイラルベベルギヤの場合、縦方向の側面ラインの形状に関して、更に「円弧」、「外サイクロイド、特に、拡張された外サイクロイド」、「インボリュート」、及び、「内サイクロイド、特に、拡張された内サイクロイド」に細分することができる。
円弧型ベベルギヤは、縦方向の側面ラインとして円弧を有する。円弧型ベベルギヤは、単一割出法(「間欠割出法」、「単一割出プロセス」、又は「正面フライス加工」ともいう。)において製造される。単一割出法は、図1Aに図示されている。カッタヘッド20のカッタ21は、製造されるベベルギヤが一定の位置で静止している間に、円弧状の動作を完了する。さらなる歯間を製造するために、カッタヘッド20は退避し、ワークピース11が割出角度だけ回転する。更なる段階的な回転(ここでは反時計回り)が、図1Aにおいて矢印A、B及びCにより示されている。したがって、同時に製造される歯間22は常に一つである。
外サイクロイド型、特に、拡大された外サイクロイド型(「拡張された外サイクロイド型」ともいう。)の歯車は、連続割出法(「連続ホブ加工」、「連続割出プロセス」、又は「表面ホブ加工」ともいう。)によって製造される。連続割出法における外サイクロイドの形成において、バーカッタヘッドの歯数(number of threads)(カッタグループの個数)に対するベベルギヤのプレーンギヤ(plane gear)の歯数zの比率は、ベース円GKの半径RGとピッチ円RKの半径RRとの比率に対応(correspond)する。カッタ23の刃が配置されるカッタヘッドの基準の半径rが、ピッチ円RKの半径RRよりも大きい場合において、拡張された外サイクロイドについて言及する(図1B参照)。この連続割出法では、カッタヘッドとワークピース11の両方が、連続動作において回転し、順次相互に適合する。このように、割出は連続的に行われ、歯間12と対応する歯13とは外見上同時に作られる。これに相当する例が図1Bに示されている。この場合、カッタヘッドは反時計回り方向に回転し、ワークピース11は時計回り方向に回転する(この回転動作はプレーンギヤ回転ともいう。)。この場合、外サイクロイド(例えば拡張された外サイクロイド)が形成される。この場合、動きは反対方向に生じる。両者が同一方向に回転する場合、(図1Cに示されるように、)内サイクロイドが形成される。図1Bは、対応するカッタヘッドのカッタ23が典型的には対になって(カッタグループ毎に2つ、3つ又は4つ以上のカッタがある場合には1グループになって)配置されることを示す。図1Bは、カッタヘッドのピッチ円RKがワークピース11のベース円GKに沿って転動することを示す。ここで、符号Mは、ピッチ円RKの中心点に合致する。該2つの回転移動の組み合わせは、各場合において一対のカッタのみ、又は一群のカッタのみが歯間12を通って移動するように実行される。
縦方向の側面ラインとして「直線状」の内サイクロイドを有するベベルギヤは、図2に示される原理により形成され得る。数学的原理は種々の教本から知られるが、欧州特許出願EP1348509 A2の明細書からも知られる。基本的に、このアプローチは、「Stanki dja obrabotki konitscheskich zubtschatych kolos」、Izdanie 2-e、V. N. Kedrinskij、K. M. Pismanik、Izdatelstvo「Mashinostroenie」Moskva 1967、506−508頁からも知られる。
内サイクロイドを得るために、半径RRのピッチ円RKは、半径RGの固定されたベース円GKの内側で転動する。矢印P1で示されるように、ピッチ円RKは、その軸(中心点M)の周りを回転する。矢印P2で示されるように、ピッチ円RKは、ベース円GKの内側において反時計回り方向に転動する(該回転方向は逆転されてもよい)。ポインタZ1は、ピッチ円RK内の適所に固定されて径方向外側に向けられ、ピッチ円RKの円周上の生成点Uに関連づけられている。このU点は、ピッチ円RKの座標系の適所に固定され、すなわち、このU点は、ピッチ円RKに固定して結合されている。U点の転動移動を通して、すなわち、ベース円GKの中心点周りの衛星移動に組み合わされたM点周りの回転を通して、U点はベース円GKのx−y座標系における内サイクロイド、すなわち、図示された特別な場合においては直線を形成する。U点は、したがって、ピッチ円RKがベース円GK内で転動するときに直線状の内サイクロイド(HY)を規定、すなわち描く。ここでは、カッタヘッドの半径rはr=RRとなる。ここで、2つの円RK,GKは、デカルトx−y座標系に示される。
このx−y座標系におけるパラメータ表示は次のように読み取れる。
Figure 0005462271
Figure 0005462271
これらの式(1)及び(2)において、λは、ベース円GKの中心点MGに対するピッチ円RKの中心点Mの回転角度を表す。図2には、λ=0、x=RG、y=0であるときの状態が示されている。
図3A〜図3Hは、内サイクロイドが直線になる特別な場合があることを順序立てて示す。これらの図において、説明の明確さを損なわないように、参照符号が意図的に省略されている。しかしながら、図2の参照符号は、相関的に引き継がれ得る。RR=RG/2、すなわちRG/RR=2という条件を満たせば、結果的に直線ラインが生じる。図3A〜図3Hに基づけば、生成点Uは、図3A(λ=0°)の状態から始まって、座標位置[RG,0]から座標位置[−RG,0]まで左へx軸に沿って移動されることが分かる。この座標位置[−RG,0]には、図3E(λ=180°)において到達される。この後、ピッチ円RKはx−y座標系の2つの下側四分円を通って転動し、U点は座標位置[−RG,0]から座標位置[RG,0]へ戻る。直線ラインHYは、[RG,0]から[−RG,0]へx軸に沿って延びる距離に亘っている。
内サイクロイドの特別な形状は、図示された形状に基づいて説明され得る。特別な形状は次のように生成される。生成点Uがピッチ円RKの内側または外側にある場合、短縮された内サイクロイド、またはそれに応じて、拡張された内サイクロイドという。ピッチ円RKの中心Mと、生成点Uの位置との距離は、パラメータcにより記述される。それゆえ、c<RRであれば短縮された内サイクロイドが生じ、c>RRであれば拡張された内サイクロイドが生じる。図4Aに、c=1.5RRである拡張された内サイクロイドが示されている。ポインタZ2は、したがって、長さc=1.5RRを有する(変数cは、図1Bにおけるカッタヘッドの基準(nominal)半径rに対応(correspond)する。)。カッタヘッドの基準半径rは、したがってここではr=0.5RRとなる。各場合において、内サイクロイドHYとして楕円が生じ、x−y座標系における角度λの機能としてのパラメータ表示は次のように読み取れる。
Figure 0005462271
Figure 0005462271
c=RR、RR=RG/2であれば、上述のように、直線状の内サイクロイドが特別な場合として得られる。
ベベルギヤを形成するために使用されるフェイスカッタヘッドにおいて、所謂バーカッタヘッドと、プロファイルカッタヘッドとが区別される。バーカッタヘッドには多数(例えば40個)のバーカッタが装備され、各バーカッタは、シャフトとヘッド領域とを有する。ヘッド領域には、バーカッタを研磨することにより所望の形状と位置とが与えられ得る。バーカッタヘッドは、プロファイルカッタヘッドに比べて、生産性が高く、より少ないカッタを含み、バーカッタは輪郭を再構築(reprofile)され得る。対照的に、プロファイルカッタヘッドには、リリーフグラウンド(relief-ground)カッタが装備される。これらのダイカッタ(プロファイルカッタともいう。)は、再研磨により機械加工面上のプロファイル形状を維持する。これらのダイカッタの再研磨に特別な研磨機が必要でないことは、プロファイルカッタを使用してフライス加工するベベルギヤの利点である。例えば、公知のZyklo-Palloid(登録商標)の方法は、スパイラルベベルギヤを形成するために上記のようなプロファイルカッタを使用する。
本発明は、内サイクロイド歯を有するベベルギヤのフライス加工、特に、ストレート歯のベベルギヤのフライス加工に関する。
ストレート歯のベベルギヤのフライス加工に従来使用される方法は、ホブ(公知のホブ方法の名称:Coniflex(登録商標)、Konvoid及びSferoid(商標名))及びブローチ(Revacycle(登録商標)方法としても知られる。)である。ホブの場合には2つの等しい大きさのディスク型カッタヘッドが使用され、外側円周上のカッタが径方向外側を向く。該2つのカッタヘッドの軸は、最も狭いポイントにおいて一方のカッタヘッドのカッタが他方のカッタヘッドのカッタ間に係合するように相互に傾斜している。1つのカッタヘッドは、したがって、左側の側面に使用され、1つのカッタヘッドは右側の側面に使用される。ストレート歯のベベルギヤのホブは単一割出法であり、この方法では、クラウンギヤとベベルギヤのピニオンとがホブ加工される。ブローチ方法も単一割出法であるが、クラウンギヤとベベルギヤのピニオンとの歯の側面は、ホブのようなエンベロープカットにより生じない。むしろ、ベベルギヤの最終的なギャップの輪郭の形状に対応して正確にブローチ加工することでカッタがプロファイルする。単一割出法において、ブローチ法はホブよりも生産性が高いが、円周上に複数の種々のダイカッタを有する特別なディスク型のブローチ加工のカッタヘッドがほとんど全てのベベルギヤに必要である、という短所がある(変速比)。
これらの例から、内サイクロイド歯を有する種々のベベルギヤ、特に種々のストレート歯のベベルギヤを形成できるようにするためには、ツールの費用が非常に高くなり、多くのユーザにとって高価となり得ることが分かる。
したがって、本発明は、内サイクロイド歯を有する種々のベベルギヤが、可及的に少ないツールを使用して製造され得るコスト効率の良い解決策を提供するという課題に基づくものである。
本発明はまた、種々のストレート歯のベベルギヤが、可及的に少ないツールを使用して製造され得るコスト効率の良い解決策を提供するという課題に基づくものである。
前記課題は、請求項1に係る方法による本発明により解決される。従属項の対象は、本発明の有利な実施形態を形成する。また、前記課題は、請求項6に係る使用方法によっても解決される。
汎用のフェイスカッタヘッドを使用した異なるプレーンギヤ(plane gear)の歯数を有する、例えばストレート歯のベベルギヤ等の、ハイポイド歯を有するベベルギヤを製造するための本発明に係る方法は、第1のベベルギヤを製造するために次のステップが実行される点に特徴がある。第1の歯数に一致(correspond)する第1の個数のカッタ群を備えた第1の形態で、汎用のフェイスカッタヘッドを用意するステップである。続いて、前記第1の形態で前記汎用のフェイスカッタヘッドを使用して、連続割出法で第1のベベルギヤが製造される。次のステップは、前記第1とは異なるプレーンギヤの歯数を備えた第2のベベルギヤを製造するために実行される。第2の歯数に一致(correspond)する第2の個数のカッタ群を備えた第2の形態で、前記と同じ汎用のフェイスカッタヘッドを用意するステップである。続いて、前記第2の形態で前記汎用のフェイスカッタヘッドを使用して、連続割出法で前記第2のベベルギヤが製造される。
本発明に係る使用方法は、対応する請求項の特徴から定義される。
本発明の有利な実施形態は、各従属項から推察され得る。
以下、本発明の利点をいくつか列挙する。本発明によれば、プレーンギヤの歯数が異なり、ハイポイド歯を有する少なくとも2つのベベルギヤを、汎用のフェイスカッタヘッドを1つだけ使用して形成することができる。特別な場合において、ストレート歯のベベルギヤ、又は僅かにカーブしたハイポイド歯を有するベベルギヤも形成され得る。本発明の実施形態によっては、ハイポイド歯を有する異なる3つ以上のベベルギヤであっても、形態に応じた汎用のフェイスカッタヘッドを1つ使用して形成され得る。したがって、保管および取扱いのためのコストが低減される。さらに、汎用のフェイスカッタヘッドを1つ使用することで複数の異なるベベルギヤが製造されることができれば、適応性が高まる。
参照符号のリストは開示の一部である。
形態は本文中において包括的に記載されている。本発明の典型的な実施形態は、以下において図面を参照しながらより詳細に記載されている。
単一割出法を説明する略図を示す。 外サイクロイドが生成される連続割出法を説明する略図を示す。 内サイクロイドが生成される連続割出法を説明する略図を示す。 内サイクロイドの生成を説明する略図を示す。 直線状の内サイクロイドの生成を段階的に説明する略図を示す。 直線状の内サイクロイドの生成を段階的に説明する略図を示す。 直線状の内サイクロイドの生成を段階的に説明する略図を示す。 直線状の内サイクロイドの生成を段階的に説明する略図を示す。 直線状の内サイクロイドの生成を段階的に説明する略図を示す。 直線状の内サイクロイドの生成を段階的に説明する略図を示す。 直線状の内サイクロイドの生成を段階的に説明する略図を示す。 直線状の内サイクロイドの生成を段階的に説明する略図を示す。 楕円形の内サイクロイド(拡張された内サイクロイド)の生成を説明する略図を示す。 楕円形の内サイクロイド(短縮された内サイクロイド)の生成を説明する略図を示す。 ストレート歯を有するベベルギヤを説明する略図を示し、一部の歯のみが図示されている。 ストレート歯を有するベベルギヤピニオンの概略斜視図を示す。 ベベルギヤ歯切り盤の斜視図を示す。 汎用フェイスカッタヘッドの概略平面図を示す。 図8Aに示す第1の汎用フェイスカッタヘッドの概略側面図を示す。 図8Aに示す第1の汎用フェイスカッタヘッドの概略斜視図を示す。 第2の汎用フェイスカッタヘッドの概略平面図を示す。 図9Aに示す第2の汎用フェイスカッタヘッドの概略側面図を示す。 図9Aに示す第2の汎用フェイスカッタヘッドの概略斜視図を示す。
本発明の説明に関して使用される用語は、関連のある刊行物および特許にも使用されるものである。ただし、これらの用語は、よりよい理解に役立つために使用されるに過ぎないものである。本発明の考え、及び本願請求項の保護範囲は、用語の特定の選択によってそれらの範囲内に限定されるべきものでない。本発明は、他の用語のシステム及び/又は技術分野に容易に転換することができる。それらの用語は、他の技術分野に適宜応用されるべきである。
本発明は、内サイクロイド歯を有するベベルギヤの製造に関する。特に、内サイクロイドのストレート歯を有するベベルギヤがある。この場合において、内サイクロイド歯は、内サイクロイドにより定義される縦方向の側面ラインを有する歯として理解されるべきである。この場合において、内サイクロイドのストレート歯は、直線ラインに一致するか又は概ね一致する長手方向の側面ラインを有する歯として理解されるべきである。本明細書において、概ね直線のラインは、曲率半径が1000mmよりも大きい拡張または短縮された内サイクロイドとして理解されるべきでる。このような曲率半径は、通常の歯幅においてほとんど認識または知覚できず、したがって、本発明に関連しては、内サイクロイドストレート歯として考慮される。
ベベルギヤ11(例えば図6参照)の設計および製造において、平ギヤの場合におけるバーチャルの歯のラックと同様、水平なバーチャルのプレーンギヤ(a level, virtual plane gear)(DIN3971による参照プレーンギヤ(reference plane gear)ともいう。)が一般的に使用される。前記プレーンギヤ(plane gear)と使用されるフェイスカッタヘッドとの間には一定の変速比が存在し、これは組み合わせともいう。これは、フェイスカッタヘッドの1つのカッタ群のみが同時にベベルギヤ11の歯間12を通って移動し、次のカッタ群が次の歯間12を通って移動するように、フェイスカッタヘッドの回転と、機械加工されるベベルギヤ11の回転とが、連続割出法中に組み合わされなければならないためである。プレーンギヤは、冒頭で述べたように、プレーンギヤ歯数zを有する。このプレーンギヤ歯数zは、オペランドであり、したがって、通常は整数でない(数式(5)参照)。フェイスカッタヘッドの歯数に対するプレーンギヤ歯数zの比率は、ベース円の半径RGとピッチ円の半径RRとの比率に対応(correspond)する。フェイスカッタヘッドの歯数は、前記カッタ群の個数に一致(correspond)し、カッタ群数zともいう。研削された(milled)ベベルギヤ11のために、プレーンギヤ歯数zは数式(5)から得られる。
図5は、内サイクロイドストレート歯を有するプレーンギヤ14の略図を示し、一部の歯(この場合、5つの歯)のみが斜線を付けて示されている。このようなプレーンギヤ14には次の数式(6)が適用される。
Figure 0005462271
(プレーンギヤの)係数mとプレーンギヤの半径Rとが分かれば、又は、プレーンギヤの歯数zが分かれば、プレーンギヤのピッチ角τは数式(6)に基づいて算出され得る。図5は、ストレート歯のベベルギヤ11の場合において、基準の側面ラインが、通常はプレーンギヤの中心Mを通って径方向に進む直線状のラインであることを示す。
したがって、ベベルギヤ対のための全ての必要なピッチ円錐パラメータは、カッタ群の個数zに基づいて算出可能であり、プレーンギヤの歯数zに対する比率は次の通りである。
Figure 0005462271
対応する関連のある数式が知られている。詳細は、例えば、刊行物「Kegelrader; Grundlagen, Anwendungen[ベベルギヤ;基礎、応用]」、Jan Klingelnberg, Springer Verlag, 2008から理解することができ、39頁以降に、対応する数式が示されている。
一般に使用可能なフェイスカッタヘッド240(図8A〜図8C及び図9A〜図9C参照)は、これらの結論に基づいて算出および製造可能であり、ハイポイド歯を有する少なくとも2つの異なるベベルギヤを、同じフェイスカッタヘッド240を使用して製造する目的で使用され得る。
図7は、本実施形態ではベベルギヤ11と、ハイポイド歯を有するベベルギヤピニオン11と、ハイポイド歯を有するクラウンホイールとを歯切りするための、本発明に係る、対応するCNC旋盤(ベベルギヤ歯切り盤とも呼ばれる。)の基本的な構造の斜視図を示す。
CNC旋盤100は次のように構成される。旋盤ハウジング110は、線形座標軸X(第1の軸)に沿って旋盤ベッド106上を水平且つ直線状に案内されている。第1キャリッジ103は、スピンドル駆動部101を使用することで、線形座標軸Z(第2軸)に沿って、旋盤ハウジング110の側面に取り付けられたガイド105上を垂直に移動可能である。図7に示されるCNC旋盤100において、ワークピース用スピンドル搬送部は、前記X軸に直交する線形座標軸Y(第3軸)に沿って旋盤ベッド104上のガイド107上を水平且つ直線状に案内される。鉛直方向の軸C(第4軸)を有する第1旋回装置109は、キャリッジ108上に配置されている。図7に示されるCNC旋盤100において、第1キャリッジ103のガイド105と前記Z軸とは、鉛直線に対して傾斜している。
第1キャリッジ103は、ツールスピンドル軸102(第5軸)を中心として回転可能なように取り付けられたツールスピンドル111を搬送する。ツールスピンドル111は、例えば、複数のバーカッタ21を有する汎用のフェイスカッタヘッド240等のツールを搬送する。ワークピーススピンドル112は、旋盤ベッド106上を水平に案内されており、第2キャリッジ108と第1旋回装置109とにより直線状の移動または旋回が可能である。第1旋回装置109は、ワークピーススピンドル軸113(第6軸)を中心として回転可能なワークピーススピンドル112を搬送する。ワークピーススピンドル112は、ワークピース11、本実施形態ではストレート歯ベベルギヤピニオン11を搬送する。第1旋回装置109は、ワークピース11を機械加工位置へ旋回させるために、前記C軸の周りに案内されながら水平に旋回可能である。ワークピーススピンドル112には、ワークピース11を固定するためのチャック装置を設けるようにしてもよい。
本発明に係る汎用のフェイスカッタヘッド240は、
(1)カッタヘッドの1つのみの一定の基準半径r(軌道半径ともいう。)と、偶数であり且つ少なくとも一回は2以上の整数Gによって割り切れる最大歯数maxとを有するか(このようなフェイスカッタヘッド240の一例は図9A〜図9Cに示されている。)、又は、
(2)カッタヘッドの少なくとも2つの一定の基準半径rc1,rc2と、(A)第1のカッタヘッド基準半径rc1上に配置され得るカッタ群の個数を定める第1の歯数1maxと、(B)第2のカッタヘッド基準半径rc2上に配置され得るカッタ群の個数を定める第2の歯数2maxとを有する(このようなフェイスカッタヘッド240の一例は図8に示されている。)。
上記(1)の場合、第1の汎用フェイスカッタヘッド240がどのように備え付けられているかによって、z(zはカッタ群の個数)が最大歯数maxに一致するように、内サイクロイド歯を有する第1のベベルギヤ11が製造されるか、又は、zが、最大歯数maxを数Gにより割り算することにより生じる歯数に一致するように、内サイクロイド歯を有する第2のベベルギヤ11が第1の汎用フェイスカッタヘッド240を用いて製造される。このようなフェイスカッタヘッド240に対応する例は、図9A〜図9Cと関連づけて説明される。
上記(2)(A)の場合、z第1の歯数1maxに一致するように、内サイクロイド歯を有するベベルギヤ11が製造される。上記(2)(B)の場合、z第2の歯数2maxに一致するように、内サイクロイド歯を有する別のベベルギヤ11が製造される。
上記(1)の場合に係る第1の汎用フェイスカッタヘッドを使用することと、上記(2)(A)/(2)(B)の場合に係る第2のフェイスカッタヘッドを使用することとのいずれによっても、内サイクロイド歯を有する少なくとも2つの異なるベベルギヤ11が製造され得る。
本発明に係る第1の汎用フェイスカッタヘッド240は、内サイクロイド歯を有する第1のベベルギヤ11を製造するために、カッタ群の最大可能数Gmaxを備えた第1の形態で備え付けられ得る。最大歯数maxは偶数でなければならない。この第1のベベルギヤ11は、第1の汎用フェイスカッタヘッド240の(カッタ群の個数zに等しい)最大歯数maxに対するプレーンギヤの歯数zの比率によって定められる。内サイクロイド歯を有するストレート歯ベベルギヤ11を製造したければ、ピッチ円の半径RRに対するベース円の半径RGの比率は、RG/RR=2として選択され得る。
第2の形態において、前記と同じ第1の汎用フェイスカッタヘッド240は、より少ないカッタ群の個数Gを備え、このカッタ群の個数Gは、最大歯数maxを2以上の整数Gで割ることで得られる。この第2の形態において、内サイクロイド歯を有する第2のベベルギヤ11が生成され得る。第1の汎用フェイスカッタヘッド240の(カッタ群zの個数に等しい)歯数に対するプレーンギヤの歯数zの比率は、ピッチ円の半径RRに対するベース円の半径RGの比率、RG/RR=2によって定められる。
したがって、このような第1の汎用フェイスカッタヘッド240は、少なくとも、内サイクロイド歯を有する2つの異なるベベルギヤ11を製造するために使用され得る。これにより、ツールと保管のコストが低減される。
したがって、最大歯数maxを好適に選択することで、上述のように、内サイクロイド歯を有する3つ以上の異なるベベルギヤ11を製造するために前記と同じ汎用フェイスカッタヘッド240を使用することができる。この場合、最大歯数maxは、複数の2以上の整数で割り切れるように選択されなければならない。このことは、実施例に基づいて後に説明される。
例えば、プレーンギヤの歯数が48.7である場合、例えば、24個または25個のいずれかの歯数を有するフェイスカッタヘッド240が使用され得る。歯数には整数しか存在しないため、歯数は、端数が切り上げられるか又は切り捨てられなければならない。
フェイスカッタヘッド240の最大歯数がGmax=48である場合、次の形態が得られる。ここで、8個よりも少ないプレーンギヤの歯数zは、技術的にあまり都合が良くないことに留意されたい。
Figure 0005462271
このように、本発明は、内サイクロイド歯を有するベベルギヤ11を連続割出法で製造するためのフェイスカッタヘッドの方法に関する。ベベルギヤ11と同じ方向に移動する汎用フェイスカッタヘッド240が使用される(図1C参照)。汎用フェイスカッタヘッド240は、カッタヘッドの基準半径rと、2以上の整数Gで少なくとも一回割り切れる最大歯数maxとを有する。これらの条件下において、汎用フェイスカッタヘッド240は、内サイクロイド歯を有する少なくとも2つの異なるベベルギヤ11を次のように製造するために使用され得る。この製造方法は、
最大歯数maxに一致するカッタ群の最大数を備えた汎用フェイスカッタヘッド240を備え付けるステップと、
内サイクロイド歯を有する第1のベベルギヤ11を製造するステップと、を有する。
前記と同じ汎用フェイスカッタヘッド240が再装着されることができ、このとき、整数Gにより最大歯数maxを割ることにより得られる歯数(すなわち、G=Gmax/G)に一致する第2の個数のカッタ群が使用される。
内サイクロイド歯を有する第2のベベルギヤ11は次のように製造される。
記載された例において、内サイクロイドの縦方向の側面を有する歯13を有する2つの異なるベベルギヤ11が生じる。
本発明によれば、次の比率、RG/RR=2が規定される場合、上述のアプローチも使用され得る。この場合、ストレート歯の内サイクロイドを有するベベルギヤが製造される。ここでRG/RR≠2であり、且つ、このRG/RRの比率が2から僅かに外れていれば、曲率半径が1000mmよりも大きいため、直線状に近い内サイクロイドの縦方向の側面ラインが生じる。
ストレート歯を有する典型的なベベルギヤ11は、例えば、プレーンギヤの歯数z=29.69848と、歯数z=21とを有してもよい。(DIN3966による)次のパラメータ、係数m=4.233、ピッチ円錐角δ=45°、外側ピッチ円の直径d=80.90mm、及び、外側ピッチ円錐長さR=62.862mmは、上記のベベルギヤをさらに特徴付ける。プレーンギヤの歯数z=29.69848を備えた直線状の内サイクロイド歯を製造できるようにするために、z/2=14.84924という歯数を有するフェイスカッタヘッド240が使用される。歯筋は整数Gでしか存在しないため、ここでは歯数は14又は15のいずれかである。したがって、図8Aに係るフェイスカッタヘッド240は、G2max=15で使用され得る。
図8A〜図8Cに基づき、本発明の原理についてさらに説明する。図8Aには、本発明に係る第1のフェイスカッタヘッド240の概略平面図が示され、装備/構造に応じた内サイクロイド歯を有する種々のベベルギヤ11を製造できることを目的として設計されている。図示されたフェイスカッタヘッド240は、第1の個数G1maxの受容開口部26.1,26.2を有し、該受容開口部は、カッタヘッドの基準円半径rc1を有する第1の基準円241に沿って位置付けられている。参照符号26.1は、軌道とも呼ばれる第1の(内側)基準円241の外側カッタのための受容開口部を特定し、参照符号26.2は、第1の基準円の内側カッタのための受容開口部を特定する。
さらに、フェイスカッタヘッド240は、第2の個数G2maxの受容開口部を有し、該受容開口部は、カッタヘッドの基準円半径rc2を有する第2の(外側)基準円242に沿って位置付けられている。参照符号25.1は、軌道とも呼ばれる第2の(外側)基準円242の外側カッタのための受容開口部を特定し、参照符号25.2は、第2の基準円の内側カッタのための受容開口部を特定する。
バーカッタセットは複数の(バー)カッタ群を備える。個数G1max及びG2maxは、基準円241及び242毎の最大数のカッタ群を特定する。図示された典型例において、G2max=15であり、G1max=13である。各カッタ群は、ここではn1=2及びn2=2のバーカッタ(各場合において1つの内側カッタと1つの外側カッタ)を備える。各カッタ群は3個以上のバーカッタを備えてもよい。個々のカッタ群の位置は、外側基準円242のためには符号2.1〜2.15により特定され、内側基準円241のためには符号1.1〜1.13により特定されている。
カッタセットの外側カッタのために、受容開口部25.1は位置2.1に設けられている。このカッタセットの内側カッタのための受容開口部25.2は、反時計回り方向に小さな角度で旋回された位置2.1に配置されている。このカッタセットの全ての外側カッタは、カッタヘッドの基準半径rc2を有する同心円のカッタヘッドの基準円242上又はこれに沿って配置されている。このカッタセットの全ての内側カッタは、カッタヘッドの基準半径rc2を有する同心円のカッタヘッドの基準円242上又はこれに沿って配置されている。例えば、rc2は5”/2(=2.5インチ=63.5mm)である。
例えば、受容開口部26.1は、別のカッタセットの外側カッタのために位置1.12に設けられている。このカッタセットの内側カッタのための受容開口部26.2は、反時計回り方向に小さな角度で旋回された位置1.12に配置されている。このカッタセットの全ての外側カッタは、カッタヘッドの基準半径rc1を有する同心円の第1のカッタヘッドの基準円241上に配置されている。このカッタセットの全ての内側カッタは、カッタヘッドの基準半径rc1を有する同心円の第1のカッタヘッドの基準円241上に配置されている。例えば、rc1は3.75”/2(1.875インチ=47.625mm)である。
本発明に係るフェイスカッタヘッド240の外径(=2×RA)(図8B参照)は、フェイスカッタヘッド240上に収容され得る最大のカッタヘッドの基準直径2×rc2から生じる。最大のカッタヘッドの基準直径が、例えば、2×rc1=7.5”(7.5インチ=190.5mm)であれば、外径は好ましくは約268mmである。最大のカッタヘッドの基準直径が例えば2×rc2=3.75”(3.75インチ=95.25mm)であれば、外径は好ましくは約165mmである。
同心円のカッタヘッドの基準円241,242は全て、バーカッタヘッド240のツールスピンドル軸102に一致する共通の中心点Mを有する。
図8A〜図8Cに示される上記のようなフェイスカッタヘッド240は、2つの現存するカッタヘッド(1つの3.75インチのカッタヘッドと1つの5インチのカッタヘッド)を取り替えることができる。カッタヘッド240に、第1のカッタセットのバーカッタが完全に装備(すなわち、カッタ群の個数がG1maxに一致)されていれば、第1の内サイクロイド歯の配置を有する第1のベベルギヤ11が製造され得る。フェイスカッタヘッド240に、第2のカッタセットのバーカッタが完全に装備(すなわち、カッタ群の個数がG2maxに一致)されていれば、異なる内サイクロイド歯の配置を有する第2の異なるベベルギヤ11が製造され得る。
しかしながら、本発明によれば、フェイスカッタヘッド240は、より少ない個数(G<G2max)のバーカッタを備えた外側基準円242に沿って備え付けられてもよい。個数G2max=15は、整数G=3及びG=5で割り切れる。したがって、フェイスカッタヘッド240は、別の形態において、例えばG=5又はG=3のカッタ群を備えた外側基準円242に沿って備え付けられてもよい。フェイスカッタヘッド240に、G=5のカッタ群が備え付けられていれば、これら5つのカッタ群が位置2.1,2.4,2.7,2.10,2.13に配置される。フェイスカッタヘッド240に、G=3のカッタ群が備え付けられていれば、これら3つのカッタ群が位置2.1,2.6,2.11に配置される。歯間12を加工するとき、フェイスカッタヘッド240と、機械加工されるベベルギヤ11との間に、一定の組み合わせが事前に定義されるため、各カッタ群の内側及び外側のカッタの角度位置は等間隔である。個々の内側カッタ又は外側カッタが、基準円241,242に沿って一定の角度間隔で配置されていれば、常に一定の速度である場合に歯間12が等間隔で製造されることが保証され得る。
図8Aのフェイスカッタヘッド240の側面図が図8Bに示され、斜視図が図8Cに示される。バーカッタ毎に2つの締結穴が設けられている。2つの締結穴31.1,31.2は、内側カッタを固定するために使用される。2つの締結穴31.3,31.4は外側カッタを固定するために使用される。
次の表は、図8A〜図8Cに係る汎用フェイスカッタヘッド240が外側基準円242
上に種々の形態で備え付けられ得る仕方の概要を示す。
Figure 0005462271
次の表は、図8A〜図8Cに係る汎用フェイスカッタヘッド240が内側基準円241上に備え付けられ得る仕方の概要を示す。この場合、歯数G1maxは割り切れないため、可能な形態は1つのみである。
Figure 0005462271
別の実施形態が図9A〜図9Cに示されている。図9Aは、本発明に係る第2のフェイスカッタヘッド240の概略平面図を示し、装備/構造に応じた内サイクロイド歯を有する種々のベベルギヤを製造することを可能にするように設計されている。図示されたフェイスカッタヘッド240は、カッタヘッドの基準円半径rc1を有する第1の基準円241に沿って配置された受容開口部25.1,25.2の個数G1maxを有する。参照符号25.1は、外側カッタ用の受容開口部を特定するものであり、参照符号25.2は、基準円241の内側カッタ用の受容開口部を特定するものである。
本発明によれば、G1max=20のカッタ群又はより少ない個数(G<G1max)のバーカッタのいずれかを備えた第1の基準円241に沿ってフェイスカッタヘッド240が備え付けられ得る。個数G1max=20は、整数G=10,G=5,G=4,G=2により割り切れる。したがって、別の実施形態では、例えば、G=10,G=5,G=4,G=2のカッタ群を備えた基準円241に沿ってフェイスカッタヘッド240が備え付けられ得る。例えば、フェイスカッタヘッド240にG=10のカッタ群が装備されると、これら10個のカッタ群は、位置1.1,1.3,1.5,1.7,1.9,1.11,1.13,1.15,1.17及び1.19に配置される。例えば、フェイスカッタヘッド240に、G=4のカッタ群が装備されると、これら4つのカッタ群は、位置1.1,1.6,1.11及び1.16に配置される。フェイスカッタヘッド240と機械加工されるベベルギヤ11との間には、歯間を加工するときに一定の組み合わせが事前に定義されるため、各カッタ群の内側及び外側のカッタの角度位置は等間隔である。個々のバーカッタが基準円に沿って一定の角度間隔で配置されれば、歯間12は常に一定の速度で一定の間隔で製造されることが保証され得る。
次の表は、図9A〜図9Cに係る汎用フェイスカッタヘッド240が種々の形態で基準
円241上に備え付けられ得る仕方の概要を示す。
Figure 0005462271
典型的には、本発明に係るフェイスカッタヘッド240は、本質的に筒状の対称的な基本形状を有し、プレート状の頭部領域30と、筒状の後部領域32とを備えている。中央部には中央穴33が設けられ、これにより、ツールスピンドル上(例えば、図7のスピンドル駆動部101上)にフェイスカッタヘッド240を固定できるようになっている。
受容開口部25.1,25.2,26.1,26.2は、フェイスカッタヘッド240を貫通して直線状または斜めに延びるように設けることが好ましい。これにより、該受容開口部は、頭部領域30の前面と後面34とに現れる。
本発明に係るフェイスカッタヘッド240では、径方向および角度においてバーカッタの位置を正確に固定するために、受容開口部25.1,25.2,26.1,26.2としては精密に製造されたスロットを用いることが好ましい。受容開口部25.1,25.2,26.1,26.2は、径方向および角度の位置を正確に固定し、例えば固定ねじを用いてバーカッタを締結するために、所謂カッタチャンバを形成する。
前記カッタチャンバにはスペーサプレートを設けることが好ましく、これにより、(スペーサプレートの厚みに対応する)僅かな幅で各受容開口部内25.1,25.2,26.1,26.2においてバーカッタを径方向に移動させることができる。平行プレートとも言われるスペーサプレートを用いるこの構成は以前から知られており、以前のカッタヘッドにおいて既に使用されている。
バーカッタを位置決めして固定するために、締め付け用のくさびを使用してもよく、該くさびは、カッタヘッド20の軸方向に対して斜めに受容開口部25.1,25.2,26.1,26.2内に挿入されることが好ましい。
前記バーカッタは、典型的には、長方形または柱状の断面を備えたカッタシャフトを有する。したがって、フェイスカッタヘッド240の受容開口部25.1,25.2,26.1,26.2は、好ましくは相補的な対応する断面形状を有する。ただし、前記カッタシャフトは、凹状または凸状の表面を有してもよい。この場合、受容開口部25.1,25.2,26.1,26.2の形状は、それに適応することが好ましい。
11:ベベルギヤのピニオン、12:歯間、13:歯、14:プレーンギヤ、20:バーカッタヘッド、21:バーカッタ、23:バーカッタ、25.1:外側カッタのための受容開口部、25.2:内側カッタのための受容開口部、26.1:外側カッタのための受容開口部、26.2:内側カッタのための受容開口部、30:頭部領域、32:後部領域、33:中心穴、34:後面、100:CNC旋盤、101:スピンドル駆動部、102:ツールスピンドル軸、103:第1キャリッジ、104:旋盤ベッド、105:ガイド、106:旋盤ベッド、107:ガイド、108:第2キャリッジ、109:旋回装置、110:旋盤ハウジング、111:ツールスピンドル、112:ワークピーススピンドル、113:ワークピーススピンドル軸=ベベルギヤ軸、240:フェイスカッタヘッド、241:内側(第1)基準円(軌道)、242:外側(第2)基準円(軌道)、A:第1の割出回転、B:第2の割出回転、C:第3の割出回転、c:パラメータ、GK:ベース円、HY:内サイクロイド、M:カッタヘッドの中心点=ピッチ円の中心点、MG:ベース円GKの中心点、d:外側ピッチ円の直径、δ=プレーンギヤのピッチ円錐角、δ:ベベルギヤのピッチ円錐角、G:穴の数、G1max,G2max最大歯数、G歯数、λ:角度、m1:内側基準円のカッタ群の個数、m2:外側基準円のカッタ群の個数、m:係数、M:プレーンギヤの中心、n1,n2:カッタ群毎のバーカッタの個数、P1:矢印、P2:矢印、RA:外側半径、RK:ピッチ円、R:外側ピッチ円錐長さ、RG:ベース円の半径、RR:ピッチ円の半径、R:プレーンギヤの半径、rc1:基準円241の内側カッタヘッドの基準円半径、rc2:基準円242の内側カッタヘッドの基準円半径、τ:プレーンギヤの割出角度、U:点、z:歯数、z0:カッタヘッド数、z:プレーンギヤの歯数、zp1:第1ベベルギヤのプレーンギヤ歯数、zp2:第2ベベルギヤのプレーンギヤ歯数、Z1,Z2,Z3:ポインタ。

Claims (8)

  1. 各縦方向の側面ラインが内サイクロイドにより定められる種々のベベルギヤ(11)を製造するための方法であって、
    第1のベベルギヤ(11)を製造するために、
    第1の歯数(G1max)に一致する第1の個数のカッタ群を備えた第1の形態で、汎用のフェイスカッタヘッド(240)を備え付けるステップと、
    前記第1の形態における前記汎用フェイスカッタヘッド(240)を使用して連続割出法で第1のベベルギヤ(11)を製造するステップと、が実行され、
    第2のベベルギヤ(11)を製造するために、
    第2の歯数(G,G2max)に一致する第2の個数のカッタ群を備えた第2の形態で、前記と同じ汎用のフェイスカッタヘッド(240)を備え付けるステップと、
    前記第2の形態における前記汎用フェイスカッタヘッド(240)を使用して連続割出法で第2のベベルギヤ(11)を製造するステップと、が実行される方法。
  2. 前記汎用フェイスカッタヘッド(240)は、1つの第1の一定のカッタヘッド基準半径(rc1)と、1つの第2の一定のカッタヘッド基準半径(rc2)と、を少なくとも有し、
    前記第1の歯数(G1max)は、前記フェイスカッタヘッドが備え付けられたときに前記第1のカッタヘッド基準半径(rc1)上に位置付けられ得るカッタ群の最大数を規定し、
    前記第2の歯数(G2max)は、前記フェイスカッタヘッドが備え付けられたときに前記第2のカッタヘッド基準半径(rc2)上に位置付けられ得るカッタ群の個数を規定することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記汎用フェイスカッタヘッド(240)は、第1の一定のカッタヘッド基準半径(rc1)を1つのみ有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 前記第1の歯数は、2以上の整数(G)により少なくとも1回割り切れる最大歯数(G1max)に一致し、これにより、
    前記第1の形態で前記汎用フェイスカッタヘッド(240)が備え付けられるとき、該フェイスカッタヘッドには、前記最大歯数(G1max)に一致する最大数のカッタ群が備え付けられ、
    前記第2の形態で前記汎用フェイスカッタヘッド(240)が備え付けられるとき、該フェイスカッタヘッドには、前記第2の歯数(G)に一致する第2の個数のカッタ群が備え付けられ、前記第2の歯数(G)は、前記最大歯数(G1max)を前記整数(G)で割ることにより算出されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 前記汎用フェイスカッタヘッド(240)と前記ベベルギヤ(11)との間に一定の変速の組み合わせが予め定められ、これにより、内サイクロイドの縦方向の側面ラインが前記ベベルギヤ(11)に生じることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 前記内サイクロイドの縦方向の側面ラインは、直線状または外見上直線状の縦方向の側面ラインであることを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 内サイクロイドの縦方向の側面ラインを有する種々のベベルギヤ(11)を製造するためのフェイスカッタヘッド(240)の使用方法であって、
    前記フェイスカッタヘッド(240)は、第1のカッタヘッド基準半径(rc1)を有する第1の同心円のカッタヘッド基準円(241)に沿って全て位置付けられる最大数G1maxカッタ群を受けるための正面の受容開口部(26.1,26.2)を有し、
    前記最大数1maxは、2以上の整数(G)により少なくとも1回割り切れ
    連続割出法で第1のベベルギヤ(11)を研削できるようにするために前記汎用フェイスカッタヘッド(240)が第1の形態で備え付けられるとき、該フェイスカッタヘッドには、前記最大数G 1max 一致する最大数のカッタ群が備え付けられ、
    連続割出法で第2のベベルギヤ(11)を研削できるようにするために前記汎用フェイスカッタヘッド(240)が第2の形態で備え付けられるとき、該フェイスカッタヘッドには、前記最大数G 1max を前記整数(G )により割ることで算出される第2の歯数(G)に一致する第2の個数のカッタ群が備え付けられることを特徴とする使用方法。
  8. 前記汎用フェイスカッタヘッド(240)は、第2のカッタヘッド基準半径(rc2)を有する第2の同心円のカッタヘッド基準円(242)に沿って全て位置付けられる別の最大数G2maxカッタ群を受けるための別の正面の受容開口部(25.1,25.2)を有し、
    前記第2のカッタヘッド基準半径(rc2)は、前記第1のカッタヘッド基準半径(rc1)よりも大きいことを特徴とする請求項7に記載の使用方法。
JP2011533659A 2008-10-30 2009-10-09 対応するフェイスカッタヘッドを使用した連続割出法において内サイクロイドの歯を有するベベルギヤを製造する方法 Active JP5462271B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08167925.0 2008-10-30
EP08167925A EP2181789B1 (de) 2008-10-30 2008-10-30 Universal einsetzbarer Stabmesserkopf und Verwendung desselben
EP09159654A EP2181790B1 (de) 2008-10-30 2009-05-07 Verfahren zum Erzeugen von Kegelrädern mit Hypozykloidverzahnung im kontinuierlichen Teilverfahren unter Verwendung eines entsprechenden Stirnmesserkopfes
EP09159654.4 2009-05-07
PCT/EP2009/063189 WO2010049256A1 (de) 2008-10-30 2009-10-09 Verfahren zum erzeugen von kegelrädern mit hypozykloidverzahnung im kontinuierlichen teilverfahren unter verwendung eines entsprechenden stirnmesserkopfes

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012506779A JP2012506779A (ja) 2012-03-22
JP2012506779A5 JP2012506779A5 (ja) 2013-12-26
JP5462271B2 true JP5462271B2 (ja) 2014-04-02

Family

ID=40578007

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011533659A Active JP5462271B2 (ja) 2008-10-30 2009-10-09 対応するフェイスカッタヘッドを使用した連続割出法において内サイクロイドの歯を有するベベルギヤを製造する方法
JP2009250250A Active JP5147812B2 (ja) 2008-10-30 2009-10-30 普遍的に使用可能なバーカッタヘッド及びこのバーカッタヘッドの使用方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009250250A Active JP5147812B2 (ja) 2008-10-30 2009-10-30 普遍的に使用可能なバーカッタヘッド及びこのバーカッタヘッドの使用方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8317433B2 (ja)
EP (2) EP2181789B1 (ja)
JP (2) JP5462271B2 (ja)
CN (2) CN102256736B (ja)
AT (2) ATE512741T1 (ja)
PL (1) PL2181789T3 (ja)
RU (2) RU2487786C2 (ja)
WO (1) WO2010049256A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2181789T3 (pl) * 2008-10-30 2011-11-30 Klingelnberg Ag Uniwersalna trzonkowa głowica frezowa i jej zastosowanie
EP2412467B1 (de) * 2010-07-29 2014-01-08 Klingelnberg AG Verfahren zum Fräsen einer Kegelradverzahnung im kontinuierlichen Fräsverfahren
CN101961802B (zh) * 2010-09-27 2012-05-23 西安交通大学 多圆柱非等长铣削包络的单螺杆压缩机齿面型线构成方法
CN103252538B (zh) * 2012-02-16 2020-01-17 山特维克知识产权股份有限公司 面滚铣刀***及用于该面滚铣刀***的可转位铣削刀片
JP5761577B2 (ja) * 2012-06-22 2015-08-12 アイシン精機株式会社 クラウンギヤの製造装置及び製造方法
JP6527823B2 (ja) * 2012-11-13 2019-06-05 ザ グリーソン ワークス ギア製造のためのデュアルハンドカッタヘッド
JP6340764B2 (ja) * 2013-08-08 2018-06-13 株式会社ジェイテクト 歯車加工装置
CN103899326B (zh) * 2014-03-10 2016-04-06 天津大学 盾构刀盘不同安装半径处刀具数量的确定方法
JP6620393B2 (ja) * 2014-05-19 2019-12-18 株式会社ジェイテクト 歯車加工方法
DE202014105422U1 (de) * 2014-11-12 2014-11-19 Klingelnberg Ag Kegelrad oder Hypoidrad mit konischer Zahnform in Längsrichtung und mit konstanter Zahnlückenweite imGrund
US10730123B2 (en) * 2015-09-23 2020-08-04 The Gleason Works Three-face blade compatibility
DE102016101145B4 (de) * 2016-01-22 2019-06-27 Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn Gmbh Fräswerkzeug
JP7168589B2 (ja) * 2017-07-13 2022-11-09 ザ グリーソン ワークス カサ歯車カッターおよびブレードの統合
EP3517235B1 (de) * 2018-01-25 2020-12-09 Klingelnberg GmbH Verfahren zum entgraten von kegelrädern und cnc-verzahnmaschine mit einer entsprechenden software zum entgraten

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1398477A (en) * 1918-02-21 1921-11-29 James E Gleason Gear-cutting machine
US1555482A (en) * 1923-10-20 1925-09-29 Pfluger Albert Apparatus for making cog wheels
US1689565A (en) * 1924-01-28 1928-10-30 Gleason Works Method of and machine for generating worm gears and the like
US1973134A (en) * 1931-11-06 1934-09-11 Cleveland Hobbing Machine Co Cutter for forming spiral bevel gears
US2107460A (en) * 1935-08-01 1938-02-08 Gleason Works Method of and mechanism for producing gears
US2346807A (en) * 1939-06-16 1944-04-18 Gleason Works Method of cutting gears
US2978792A (en) * 1958-07-16 1961-04-11 Gleason Works Roughing cutter for spiral bevel and hypoid gears
US3571876A (en) * 1968-10-21 1971-03-23 Gleason Works Means for mounting blades in a cutter
SU365916A1 (ru) * 1970-07-28 1975-11-25 Саратовское Специальное Конструкторское Бюро Зубообрабатывающих Станков Чернова двухсторонн резцова головка
SU617193A1 (ru) * 1976-10-12 1978-07-10 Саратовское Специальное Конструкторское Бюро Зубообрабатывающих Станков Станок дл нарезани конических и гипоидных зубчатых колес
US4197038A (en) * 1978-03-07 1980-04-08 VEB Werkzeugkombinat Schalmalkalden Face milling cutter head with rod-shaped cutters
SU1009660A1 (ru) * 1981-12-16 1983-04-07 Курганский машиностроительный институт Резцова головка дл нарезани цилиндрических зубчатых колес с круговыми зубь ми
SU1301592A1 (ru) * 1985-08-13 1987-04-07 Днепродзержинский Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева Двусторонн зуборезна головка
SU1324781A1 (ru) * 1986-01-06 1987-07-23 Всесоюзный Научно-Исследовательский Инструментальный Институт Зуборезна острозаточенна головка
RU2088386C1 (ru) * 1993-07-14 1997-08-27 Саратовский государственный технический университет Способ обработки зубьев конических колес на станке для обработки цилиндрических колес методом обкатки
WO1997031746A1 (en) * 1996-02-29 1997-09-04 The Gleason Works Method of machining gears during indexing
DE19624685C1 (de) * 1996-06-20 1997-02-20 Oerlikon Geartec Ag Rundstabmesser und insbesondere dafür vorgesehener Messerkopf
DE19910231C1 (de) * 1999-03-09 2000-05-04 Klingelnberg Soehne Gmbh Vorrichtung zur Vermeidung von Späneansammlungen an einem Stabmesserkopf
AT410770B (de) * 1999-05-03 2003-07-25 Boehlerit Gmbh & Co Kg Verfahren, werkzeug und einrichtung zur spanabhebenden bearbeitung
MXPA01011169A (es) * 1999-05-05 2002-05-06 Gleason Works Metodo para producir una herramienta de corte para engranajes que se tallan por fresa matriz.
JP2001347412A (ja) * 2000-04-06 2001-12-18 Yutaka Seimitsu Kogyo Ltd 正面カッタおよびカッタ用ブレード
US6336777B1 (en) * 2000-05-22 2002-01-08 Spicer Technology, Inc. Face hobbing of hypoid gears using a two-spindle machine
US6669415B2 (en) * 2001-02-16 2003-12-30 The Gleason Works Machine for producing bevel gears
US6632050B2 (en) * 2001-09-06 2003-10-14 Kennametal Inc. Face hobbing cutter
DE10214040A1 (de) 2002-03-27 2003-10-09 Hurth Modul G M B H Verfahren zur Herstellung geradverzahnter Kegelräder im kontinuierlichen Teilverfahren
BR0309329A (pt) * 2002-04-18 2005-02-01 Kennametal Inc Sistema cortador fresador de engrenagem; inserto de corte e armação de cartucho para o mesmo
US7059810B2 (en) * 2002-04-18 2006-06-13 Kennametal Inc. Gear hobbing cutter system
DE102005032761A1 (de) * 2005-07-14 2007-01-18 Kennametal Inc. Messerkopf
US7364391B1 (en) * 2005-10-04 2008-04-29 The Gleason Works Manufacturing straight bevel gears
US7736099B2 (en) * 2005-12-16 2010-06-15 Cole Carbide Industries, Inc. Gear milling tool with replaceable cutting inserts
US8506214B2 (en) * 2006-02-10 2013-08-13 Klingelnberg Gmbh Method for machining bevel gears using an indexing method having complete indexing error compensation
CN201026542Y (zh) * 2007-04-27 2008-02-27 哈尔滨工具厂 弧形齿锥齿轮铣刀
EP2152459B1 (en) * 2007-05-10 2011-06-22 The Gleason Works Tool for improved chip flow
PL2181789T3 (pl) * 2008-10-30 2011-11-30 Klingelnberg Ag Uniwersalna trzonkowa głowica frezowa i jej zastosowanie
EP2314405B1 (de) 2009-10-05 2012-12-26 Klingelnberg AG Verfahren zum Erzeugen von Kegelrädern mit Hypozykloidverzahnung im kontinuierlichen Formverfahren unter Verwendung entsprechender Werkzeuge
EP2412467B1 (de) * 2010-07-29 2014-01-08 Klingelnberg AG Verfahren zum Fräsen einer Kegelradverzahnung im kontinuierlichen Fräsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
US8388281B2 (en) 2013-03-05
CN101722336B (zh) 2013-07-31
EP2181790A1 (de) 2010-05-05
RU2011121628A (ru) 2012-12-10
ATE512741T1 (de) 2011-07-15
EP2181790B1 (de) 2011-07-20
RU2009139817A (ru) 2011-05-10
JP2012506779A (ja) 2012-03-22
CN102256736A (zh) 2011-11-23
RU2487786C2 (ru) 2013-07-20
US20100111629A1 (en) 2010-05-06
JP2010105155A (ja) 2010-05-13
JP5147812B2 (ja) 2013-02-20
EP2181789B1 (de) 2011-06-15
CN102256736B (zh) 2014-04-30
US20110262238A1 (en) 2011-10-27
PL2181789T3 (pl) 2011-11-30
CN101722336A (zh) 2010-06-09
WO2010049256A1 (de) 2010-05-06
US8317433B2 (en) 2012-11-27
RU2513479C2 (ru) 2014-04-20
ATE516910T1 (de) 2011-08-15
EP2181789A1 (de) 2010-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5462271B2 (ja) 対応するフェイスカッタヘッドを使用した連続割出法において内サイクロイドの歯を有するベベルギヤを製造する方法
JP2012506779A5 (ja)
JP5858919B2 (ja) 対応した工具を使用する連続形成法によって内サイクロイド歯を有する傘歯車を製造する方法
EP1884686B1 (en) Conical involute gear and gear pair
CN102725089B (zh) 制造面齿轮的连续方法
US10239139B2 (en) Method for machining a set of teeth, tool arrangement, and tooth-cutting machine
JP2013000879A (ja) 複数の異なるかさ歯車の予備歯切り方法および同一のフライス工具の使用方法
US9221113B2 (en) Methods for generating gear teeth of a double involute pinion-face gear drive system
JP2017534472A (ja) 多回転刃部を持ったアキシャルホブ
JP6602350B2 (ja) 半仕上げ単一割出方法においてフェースカップリングワークピースの歯面を機械加工する方法
MX2011007773A (es) Metodo para rectificacion de un sistema de diente de engranaje biselado en el proceso de rectificacion continuo.
GB2477477A (en) Hob
JP3665874B2 (ja) 斜め歯を持つ小歯車と噛合し得る冠歯車を製造するための加工具及びそのような冠歯車を製造するための方法
JP2002011615A (ja) フェースギア・ホイールの製造方法および加工装置
AU2014395478A1 (en) Gear hobbing cutter with non-constant whole depths
CA2920753C (en) Internal bevel gear
JP6527823B2 (ja) ギア製造のためのデュアルハンドカッタヘッド
US1609331A (en) Method of generating gears
JPH06277945A (ja) ギアの歯形の形成方法並びに装置
JPH01228718A (ja) 可変アデンダムホブ
WO2024091841A1 (en) Manufacturing gears with tip and/or root relief
Edgar Hobs and gear hobbing
JPH04283020A (ja) 傘歯車の歯切り方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130702

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20131002

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20131009

A524 Written submission of copy of amendment under article 19 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524

Effective date: 20131105

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131217

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140116

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5462271

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250