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DE1955757A1 - Getriebeelement,bestehend aus Zahnrad mit treibender oder getriebener Welle - Google Patents

Getriebeelement,bestehend aus Zahnrad mit treibender oder getriebener Welle

Info

Publication number
DE1955757A1
DE1955757A1 DE19691955757 DE1955757A DE1955757A1 DE 1955757 A1 DE1955757 A1 DE 1955757A1 DE 19691955757 DE19691955757 DE 19691955757 DE 1955757 A DE1955757 A DE 1955757A DE 1955757 A1 DE1955757 A1 DE 1955757A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gear
shaft
element according
spring body
driver
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.)
Pending
Application number
DE19691955757
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Schlumbs Karl Dieter
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.)
BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Original Assignee
BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt 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 BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG filed Critical BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Priority to DE19691955757 priority Critical patent/DE1955757A1/de
Publication of DE1955757A1 publication Critical patent/DE1955757A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/14Construction providing resilience or vibration-damping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

  • "Getriebeelement, bestehend aus Zahnrad mit treibender oder getriebener Welle" Die Erfindung betrifft ein Getriebeelement, bestehend aus Zahnrad mit treibender oder getriebener Welle.
  • Die Festigkeit, Lebensdauer und Funktionssicherheit kämmender Zahnräder ringen weitgehend von der Form der Tragbilder inrer Zahnflanken ab. Im Idealfall stehen zwei Zahnflanken in linienförmiger Berührung und die Berührungslinie verläuft parallel zu den Drehachsen der kämmenden Zahnräder über die breite ihrer Flanken. Dabei wälzen sich die beiden Zahnflanken im Betrieb ohne gleitende Bewegung aufeinander ab, wobei die Berührungslinie in radialer Richtung parallel zu sich. selbst über die Zahnflanken wandert. Die Fläche, die die Berührungslinie dabei beschreibt, kann als rllragbild angesenen werden. Das ideale Tragbild hat bei Stirnrädern die Form eines itechteckes.
  • Die Voraussetzungen für solche Tragbilder sind vollständig achsparallel verlaufende Zahnflanken sowie genau parallel zueinander angeordnete Drehachsen. Diese Forderungen können in der Praxis aber nicht-erfüllt werden, so daß die Zahnflanken je nach Fertigungs- und lVIontageaufwand mehr oder weniger stark von der Idealstellung abweichen. Die Berührungslinien erstrecken sich infolgedessen meist nur über einen geringen Teil der Zahnflankenbreite. Die tatsächlichen Tragbilder haben daher die From von Dreiecken.
  • dadurch ergeben sich ungleichmäßige Belastungen der Zahnflanken, die auf mehr als das Doppelte des Normalwertes bei gleichmäßigem Tragen der Flanken ansteigen können. Als besonders nachteilig wirkt sich dabei die auftretende extrem hohe Kantenpressung der Zahnflanken aus.
  • Es ist bekannt, die Zahnflanken ballig zu schleifen, so daß hohe Xantenpressungen vermieden werden. Dabei verringert sich aber zwangläufig die Lange der Berührungslinie bzw. die Breite der theoretisch nutzbaren tragenden Fläche der Flanke. Darüber hinaus nimmt die Flächenpressung im mittleren Bereich der tragenden Fläche zu. Durch das Balligschleifen von Zahnflanken wird daher lediglich die unerwünschte Kantenpressung in eine nachteilig hohe Flächenpressung umgewandelt.
  • In der Praxis wird oft auf effine gleichmäßige Belastung dcr Zahnflanken geschlossen, weil die z.B. beim Durchlaufenlassen von Papierstreifen erhaltenen Abdruckbildor ein Trapez oder gar ein Rechteck bilden, das dann als Tragbild der Zahnflanken gewertet wird. Die Toleranz solcher Ergebnisse liegt aber offensichtlich in der Größenordnung der Papierdicke und ist damit sehr groß. Vergleichemessungen mit Döhnungsme3.streifen an den Stirnflächen der Zähne zeigen Spannungen an, die bei gleichmäßigem Tragen nicht auftreten dürften. Somit ist zu folgern, daß auch dann dreieckige Tragflächen vorliegen, wemi die Abdruckbilder eine Trapez- oder Rechteckform aufweisen.
  • Der erfindung liegtdie Aufgabe zugrunde, ein Getriebeelement der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine gleichmäßige Belastung der Zahnflanken gewährleistet ist, d,h. wenigstens trapezförmige Tragbilder erreicht werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch -gelöst, daß das Zahnrad um einen auf der Welle angeordneten, ballig ausgebildeten Führungsring schräg zur Drehachse der Welle einstellbar ist und an den beiden Stirnflächen Mitnehmer trägt, die sich auf gegenüberliegenden, an der Welle befestigten Mitnehmern über Federkörper abstützen, welche sowohl in Drehrichtung als auch quer dazu elastisch nachgiebig ausgebildet sind Durch Schrägstellung des Zahnrades zur Drehachse seiner Welle kann sich bei dem neuen Getriebeelement jede einzelne Zahnflanke individuell unter last parallel zur Gegenflanke einstellen. Hohe Kantenpressungen der Planken sind daher unmög-.
  • licht bei der Herstellung von Zahnrädern ergeben sich unvermeidlich auch mehr oder weniger große Teilungsfehler, die bisher, insbesondere bei mehrstufigen Getrieben, harte Drehschläge verursachten. Die Federkörper des neuen Getriebeelementes nehmen diese Schläge bei der Übertragung des Drehmomentes elastisch auf. Die gleiche Dämpfung erfahren auch Stöße oder lastschläge, die von außen auf das Getriebe wirken.
  • Lammende Zahnräder besitzen ein je nach Qualität wechselndes Eingriffsspiel (Zahnluft). Dieses Spiel summiert sich bei mehrstufigen Getrieben. Die Federkörper gleichen durch ihre elastische Nachgiebigkeit in Drehrichtung auch solches Spiel aus.
  • Die Anpassungsfähigkeit des neuen Getriebeelementes und sein Ausgleichs- und Dämpfungsvermögen erlauben es, bei der Zahnradherstellung und bei der Lagerung der Wellen mit im Vergleich zu bisherigen Ausführungen groben Toleranzen zu arbeiten; dennoch sind sowohl die Betriebseigenschaften als auch die Lastverteilung günstiger als bei den bekannten Ausführungen.
  • Bei einer im Aufbau- zweckmäßig gestalteten Weiterbildung des neuen Getriebeelementes sind die Federkörper als Schwingmetalle ausgebildet und in taschenförmige Ausnehmungen zwischen den mit radialem Spiel mäanderartig ineinandergreifenden Mitnehmern eingesetzt.
  • Bei der Schrägeinstellung sowie Drehverstellung führt das Zahnrad gewisse Relativbewegungen zur Welle aus und es gleiten Führungsflächen aufeinander. Utn deren einwandfreie Schmierung zit gewährleisten und um Fremdkörpern sowie Staub usw. den Zutritt in das Innere des Getriebeelementes zu verwehren, sind an den Außenstirnflächen der am Zahnrad befestigten Mitnehmer sowie am Außenumfang der an der Welle befestigten Mitnehmer flanschartige Manschetten zum dichten Abschließen des Innenraumes angeordnet.
  • Line ungedämpfte elastische Nachgiebigkeit der Federkörper in Drehrichtung könnte unter bestimmten Umständen Drehschwingungen zwischen Welle und Zahnrad zur Folge haben. Solche Erscheinungen können bei dem neuen Getriebeelement dadurch versieden werden, daß die Federkörper als Schwingungsdämpfer ausgebildet sind. Dabei kann wahlweise sowohl die Werkstoffhysterese gewisser elastomerer Materialien als auch die Dämpfungswirkung der gleitenden Reibung genutzt werden.
  • Ein Ausführungsbeiepiel des neuen Getriebeelementes ist in den Zeichnungen dargestellt.
  • Fig. 1 zeigt eine Teilschnittansicht des neuen Getriebeelementes bei axial verlaufender Schnittebene Pig. 2 zeigt eine Teilschnittansicht des Getriebeelementes bei rechtwinklig zur Drehachse verlaufender Schnittebene.
  • Das als Ausführungsbeispiel in den Figuren-gezeigte Getriebeelement 1 besteht aus einem Zahnrad 2 und einer treibenden oder getriebenen Welle 3. Beide sind jedoch entgegen der bisner üblichen Bauweise in bezug aufeinander begrenzt verdroh-und verschwenkbar. Die Welle 3 trägt aus diesem Grunde einen balligen'Fuhrungsring 4, auf dem ein Gegenring 5 gleitend geführt ist. Der Gegenring 5 ist außen zylindrisch ausgebildet und in eine zylindrische Innenausnehmung 6 des Zahnrades 2 eingepaßt. Das Zahnrad 2 kann sich daher relativ zur Drehachse der Welle 3 schrägstellen, z.B. um die Achse 7 in Fig.1, wenn eine im Eingriff stehende Zahnflanke 8 schief oder einseitig belastet wird. Die Zahnflanke 8 stellt sich stets rechtwinklig zur Last einb so daß ungleiche Lastverteilungen vermieden werden.
  • Das Drehmoment übertragen Federkörper 9, die im Beispiel als Schwingmetalle ausgebildet zwischen Zahnrad 2 und brille 3 angeordnet sind. Diese Federkörper 9 sind in taschenförmige Ausnehmungen 10 eingesetzt, welche zwischen ineinandergreifenden, am Zahnrad 2 und an der Welle 3 befestigten hitnehmern 11,12 gebildet sind. Die Mitnehmer 12 sind an den beiden Stirnflächen 13 des Zahnrades 2, die anderen beiden Mitnehmer 11 dagegen an der Welle 3 jeweils drehsicher befestigt. Als Scbwingmetalle sind die Federkörper 9 sowohl in Drehrichtung als auch quer dazu elastisch nachgiebig. Das Zahnrad 2 kann sich daher unter elastischer Verformung dieser Federkörper 9 relativ zur Welle 3 schrägstellen oder in Rotationsrichtung begrenzt verdrehen.
  • An den Außenstirnflächen der Nitnehmer 12 und den Außenflächen der Mitnehmer 11 sind Manschetten 14 befestigt, um den Innenraum des Getriebeelementes 1 hermetisch abzuschließen.
  • Unter bestimmten Voraussetzungen kann es vorteilhaft sein, die am Zahnrad 2 befestigten Mitnehmer 12 einstückig mit dem Zahnrad auszubilden. Es kann auch Vorteile erbringen, wenn das Zahnrad 2 teilbar.ist.

Claims (6)

  1. Patentanspruche
    Getriebeelement, bestehend aus Zahnrad mit treibender oder getriebener Welle, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Zahnrad (2) um einen auf der Zelle (3) angeordneten, ballig ausgebildeten Bührungsring (4,5) schräg zur Drehachse der Welle einstellbar ist und an den beiden StiYnflächen (13) Mitnehmer (12) trägt, die sich auf gegenüberliegenden, an der Welle befestigten Mitnehmern (11) über Federkörper (9) abstützen, welche sowohl in Drehrichtung als auch quer dazu elastisch nachgiebig ausgebildet sind.
  2. 2. Getriebeelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,. daß. die Federkörper (9) als Schwingmetalle ausgebildet und in taschenförmige Ausnehmungen (10) zwischen den mit radialem Spiel mäanderartig ineinandergreifenden Mitnehmern -(11,12) eingesetzt sind.
  3. 3. Getriebeelement nach Anspruch 1 und/oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß an den Außenstirnflächen der am Zahnrad (2) befestigten Mitnehmer (12) sowie am Außenumfang der an der Welle (3) befestigten Mitnehmer (11) flanschartige Manschetten (14) zum dichten Abschließen des Innenraumes angeordnet sind.
  4. 4. Getriebeelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, d a d u u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Federkörper (9) als Schwingungsdämpfer ausgebildet sind.
  5. 5. Getriebeelement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Zahnrad (2) mit wenigstens einem der von ihm getragenen Mitnehmer (12) einstückig ausgebildet ist.
  6. 6. Getriebeelement nach einem oder mehreren der AnsprEche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Zahnrad (2) teilbar ist.
DE19691955757 1969-11-06 1969-11-06 Getriebeelement,bestehend aus Zahnrad mit treibender oder getriebener Welle Pending DE1955757A1 (de)

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Publications (1)

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DE1955757A1 true DE1955757A1 (de) 1971-06-03

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ID=5750244

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DE (1) DE1955757A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2385005A1 (fr) * 1977-03-22 1978-10-20 Caterpillar Tractor Co Joint de roue d'engrenage, comportant un moyeu et une denture peripherique
DE3334562A1 (de) * 1983-09-23 1985-04-04 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Vorrichtung zum daempfen von drehschwingungen in einem zahnradtrieb, insbesondere zwischen der kurbelwelle und einer abtriebswelle von brennkraftmaschinen
DE3502667A1 (de) * 1985-01-26 1986-07-31 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Oelschleuderfilter fuer brennkraftmaschinen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2385005A1 (fr) * 1977-03-22 1978-10-20 Caterpillar Tractor Co Joint de roue d'engrenage, comportant un moyeu et une denture peripherique
DE3334562A1 (de) * 1983-09-23 1985-04-04 Bayerische Motoren Werke AG, 8000 München Vorrichtung zum daempfen von drehschwingungen in einem zahnradtrieb, insbesondere zwischen der kurbelwelle und einer abtriebswelle von brennkraftmaschinen
DE3502667A1 (de) * 1985-01-26 1986-07-31 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Oelschleuderfilter fuer brennkraftmaschinen

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