By Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Herwart Opitz, Dr.-Ing. Walter Eggert, Dipl.-Ing. Hans Ingo Faulstich (auth.)
An die Fertigungsgenauigkeit moderner Stirnradgetriebe werden immer höhere Anforderungen gestellt. Als Grund dafür ist das Bestreben zu nennen, höhere Drehzahlen bei gleich zeitiger Zunahme von Laufruhe und Lebensdauer zu erzielen; ferner muß in diesem Zusammenhang der Bedarf an präzisen Getrieben zur Winkelübertragung für Steuerungen, zum Beispiel in der Raketen- und Radartechnik, genannt werden. Untersuchungen über die Zusammenhänge zwischen Fertigungsgenauigkeit und Funktionsfähigkeit von Stirnrädern [1, 2, three] ließen einen erheblichen Einfluß der Fertigungsfehler auf die Lebensdauer und das Laufgeräusch der Räder erkennen. Derartige Untersuchungen interessieren vor allem für das Wälzfräsen, weil die meisten Stirnräder nach diesem besonders wirtschaftlichen Fertigungsverfahren erstellt werden und weil durch Steigerung der Arbeitsgenauigkeit der Wälz fräsmaschinen Zahnräder erzeugt werden können, die in ihren Laufeigenschaften mit geschabten und geschliffenen Rädern konkurrieren können, obwohl letztere nach aufwendigeren Verfahren gefertigt werden. Soll die Arbeitsgenauigkeit einer Maschine gesteigert werden, so müssen ihre Fehlerquellen und deren Einfluß auf die Qualität der erzeugten Räder bekannt sein. Die beim Wälzfräsen wirksamen Fehlerquellen lassen sich nach ihrem Entstehungsort in Werkzeugeigenfehler, Werkzeug-und Werkradaufspannfehler sowie maschinenbedingte Fehler einteilen. Im folgenden bleiben die Aufspann und Werkzeugeigenfehler unberücksichtigt, weil ihre Ermittlung einfach und ihre Auswirkung auf die Verzahnung leicht zu übersehen ist. Bei den maschinenbedingten Fehlern unterscheidet guy Verlagerungen einzelner Maschinenelemente unter dem Einfluß von Kräften 'und kinematische Fehler, das sind Fertigungs- oder Montagefehler der zur Bewegungsübertragung ein gesetzten Elemente. Im vorliegenden Bericht wird die Bestimmung der kinematischen Fehler von Wälzfräsmaschinen und die Auswirkung dieser Fehler auf die Flankenform, die Zahnrichtung und die Funktionsfähigkeit der Räder behandelt.
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Im folgenden Abschnitt wird nun angegeben, wie aus dem Verlauf des kinematischen Fehlers und des Schneidstolleneingriffes mit elektronischen Hilfsmitteln das entstehende Flankenprofil unmittelbar aufgezeichnet werden kann. Es wurde bereits das von DE ] ONG entwickelte, rein graphische Verfahren erwähnt, das auf der Konstruktion der einzelnen Hüllschnittparabeln und deren Aneinanderreihung zum fertigen Hüllschnittprofil beruht. Dieses Verfahren läßt sich ohne große Hilfsmittel durchführen; es ist jedoch verhältnismäßig zeitraubend.
Größeren Wälzwinkel als - , während die nach oben, also zur Zahnlücke hin, q verlagerten Hüllschnitte die Flankenform nur für einen Wälzwinkel kleiner 49 Abb. 31 Evolventenprüfdiagramm Abb. 32 Überlagerung der Hüllschnitte durch Wälzdrehfehler 2n als - festlegen. Man kann sich vorstellen, daß bei einem größeren Wälzdrehq fehler die hochliegenden Hüllschnitte immer weiter verkürzt werden, bis sie schließlich überhaupt keinen Flankenpunkt mehr ausbilden, weil die benachbarten Hüllschnitte diesen Flankenabschnitt überschneiden.
41 Wälzwinkel " und »wirksamer Wälzdrehfehler« bei ganzzahligem Verhältnis q/Pt 59 verlaufende Verbindung der Scheitelpunkte aller auf eine Radumdrehung entfallenden Hüllschnittparabeln mit der kleinstmöglichen Periodenzahl. Zur Berechnung von PI läßt sich aus dem Bild die Beziehung (. 1) (+) ablesen. In dieser Gleichung bezeichnet s Hüllschnitten, / A 2 n bzw. p lt 2 n den Wälzwinkel zwischen zwei A q 2::r; die Periode des Wälzdrehfehlers bzw. des A PI »wirksamen Wälzdrehfehlers« und ( und m Konstanten.