Tandwielfrezen

Tandwielfrezen

Citation for published version (APA):

Sanders, H. A. C. (1963). Tandwielfrezen. (TH Eindhoven. Afd. Werktuigbouwkunde, Laboratorium voor mechanische technologie en werkplaatstechniek : WT rapporten; Vol. WT0079). Technische Hogeschool Eindhoven.

Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1963

Document Version:

Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website.

• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.

• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers.

Link to publication

General rights

Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain

• You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement:

www.tue.nl/taverne Take down policy

If you believe that this document breaches copyright please contact us at: openaccess@tue.nl

providing details and we will investigate your claim.

~

~

·

--te~

hnischeh~;e~~hool· ;i~dho~~

--~

-- -

-

-

--- - -

-l

If

laboratorium voor mechanische technologie en werkplaatstechniek

- - - ---

-rapport von de sectie: Werkplaatstechniek

P;'-

1

---van

1

8~

r

'a ....

t

_

n'

:~79 ~

I

codering:

I

~

--I

titel:

I

L -

---

--

-

--- __

auteur{s}: se~tieleider: Tandwielfrezen H.~.:. .::>anders ir. E. T •• i. Zweekhorst

I

I

P • • b.15

I

--~

-- -~

III

I

trefwoord:

--1

I

'

Tandwiel

-I

bewerLin,.; I

II

I

I

1-- - - -_ _ ._ - - -

--I

hoogl eraor: ~---

-samenvatting

----

---

l

i---

--1

Het rapport is bedoeld als begeleiding

III

I

b~ de dia's nr. 1430

tim

1449 en 14~5 I

,

tim

1473 en de films WT 0C'1

tim

003. I I

I I

Het bevat de bij de dia behorende tekst of een verklaring voor het op de dia afgebeelde.

De dials met bQbehorende tekst en films

b~doelen een instruktie te z~n voor het

vervaardigen van tandwielen met

universele freesmachines.

I

i

I

I

r---- - - -- -

---!

datum:

-I

prognose I I I

I

I

I

j

L ______

_

I

november 19{3 - ---" I aantol biz.

I

,-

__

1_ _--< I I geschikt voor

I ,

publicatie in:

I

.

I

I

I I I

i

I

L

_ _ _

--.J

o

5 lQ 25 35 40 45

rapport nr.0079 biz. 2 van

18

b1Z

.1

De verva rdiBin6 van tand i elen op ~en un'versele freesm chine.

Inleiding:

V n de vel e fabrikagew~;zen V~1n tandwielen zjjn enige rr,ethoden gesc~,ikt om op universele machines te wor.len ui tgevoerd. Om ekonomi sche

redenen worden tandwi elen weliswaar meestal betrokken van fabrikanten die ze met speciaalmachines in grote series en van betere kwaliteit vervaardigen. De principes van de vervaardigingswlze kunnen in het propaedeuselaboratorium met een universele freesmachin wor en gedernonstreerd. De volg~nde dia's en fi lms l ichten dit nader toe.

Deze instruktie werd in opdracht van ir. E. ';'... Zweekhorst op~:esteld door H.A.C. Janders.

Ret camera werk i s van ~.Th. de Groot.

GRONDCIRKEL ,

-

=---

-

-

-

1M-

2-

rapport nr. 0079 biz.

3

van 18 biz.

I

- - - l

o

I. ~ndwielfrezen met een mod ulfrep.s.

,

I

lQ 15 20 25 30 -35 45 50 dia ' 5 ,;T 1430 - 1440 fi lm ,1'T 001

aia 14~0: Een evolvente ontstaat b~ het afrollen van een rechte

over een cirke , de grondcirke • De baan die e n vast punt

op de rechte be5chr~ft, is een evolvente.

dia 1431: De kromr.ing van de evolvente is afhankeltk van de gron '

-cirkel. Hoe groter de cirkel,des te kleiner de kro~ing.

;;ieruit voIgt dat het taridprofiel afhankel"k is van het

aantal tanden.

I

---

--

T-

---

-kuilwijdte

I

I

tanddiktC1 h. t ndhoo tC1

o

~5 -1Q

.1

I

20

L

I

J

I

30

f-I

35 45 50 rapport nr. 007Q ia

14

3

?

:

dia 4~7,· .; < • werkplaatatechnlek

biz. 4 van 18 biz. !

Het rr fiel van de tand is ook afhankel "k van de plaats

op de ~volvente waar m~n de tand kiest. Hoe rnepr Men

het proiiel naar buiten verschuift, des te ~inder de

flankkrom~ing en des te breder de tandvoet. De tandkop wordt ev-enwel sn:aller.

Een normaal, en ongecorri

_.

reerd tRndwiel hepft een druk

-hoek van 20°, d.w.z. de diameter'van d steekcirkel

-d.L de cirkel waarop de kuil w;idte = tanddikte

-is geltk aan de diameter van de grondcirkel eJeeld oor

de cosinus van de drukhoek.

De tandkuil is hier slechts gede ltelijk evolvent, or~dat

door het ~erin~e aantal tanden het dierste ge~e It v~

de tan kuil onder de, grondcirkel valt .

De ~enormalisee,rde benamingen ztn aangegever..

1 . . . .

Wi.l

\\

I

\ \

--

-

-

-::r

---

--+--stQQk=~ ~= Ost. n N m =~ N Ost. = m)(N m

=

moduul N

=

aant. tandQn

o

I

5 -1Q -15 25

I

30

~

35 50

rapport nr.

0079

biz.

5

van

1

8~

ia

1434

:

Zoa 6 uit de berekeninp- vo

et

i<; het be )rip " moduul "

slechts als rekengrootheid in .evoer1 om de lastige

'1

kfYtt te raken.

De afmet in,"en van een ongecorrige~rd tandwie worden

bl\--kbaar volkomen bepaald door de moduul en het a· ntal

tanden. Een ~oduulfrees is een Rchrtffrees met ~errofi­

leerde tanden. Het profiel komt overeen met dat van een

tandkuil van bepaa de afmetin~en. Omdat de kroh..ing an het

t Rnd rofiel afhanke~~k is van de diameter van de grondcirke

is de frees slechts geschikt voor het frezen van nF,e

-corrigeerde tan~en van een beraalde moduul en ~en bepaal

aantal tanden.

Om het aantal mod~ulfrezen echter beperkt te hou en z n er

voor elk moduul series van acht of vtftien frez n ie ee

'e~iddeld profiel bezitten.

dia 4~5: Ret vervaardigen van tandwielen ~et een modu If ees kan

~eschieden op een eenvoudige freesmachine .

Ret werkstuk wordt in d verdeelkop op de freestafel

~espannen, de moduulfrees op de noorn. D freps moet precie

ooven het hart van het werkstuk staan.

Vertikaal wordt de diepte van de tandkuil ingestel d.

De aanzet in de ricLting van de as van het tandwi e

geschiedt door de autornatische lan~sve plaatsin~ Vin de

tafel.

Na het frezen van een tandkuil wordt het werkstuk d •. • v.

de verdeelkop over 3hOO ver,i~aaid.

N

r---~----

z.

u

van

<..

z.

~

r

.

apportn_r,

__

o

_

O!!

______________________________________

_

__________

b~

__

~

____

~_

\I

_b~

_

~1

o

L

dia 14

36

:

j

Hpt werkstuk wordt op ecn doo gespannen dill! en~ z-."d

5 lQ 15 30 --35 45 50

door de k auwplaa t van de ver eelko en anne z; 'ds -10 r een

10 enter gestaund wordt.

Er moet voor en achter het werkstuk voldoende rui'1te z"n voor in- en uitloop van de frefs .

di a

143

7:

Bt

het rnonteren van de frees op de doorn i e t ~en

rekening te houden rret de te kiezen draai ric' tin'-.

Tegenloopfrezen verdient hier de voorkeur.

•

I

r - - -- - -- -- -- - - --- ----

~

o

10 30 35 45

.,

rapport nr.

0079

biz. 7 van 10 biz.

I

dia 14~r-, :

,

.

Het a ntal t anden van dit tandwiel is zo ~erin~ d t

i ndirevt v~~delen ~et de verdeelkop mo~ell ' i~.

De inap'erpen is op de go~de schaal ingesteld.

dia 143?: In dit aanzicht is duidel~k te zien hoe de fre s de

tandkuil sn~dt. Denk~ men zich de frees na~r link- of

rechts verschoven dan ziet ~en dat dit ee a~ym~etrisci

en dus feutief tandprofiel tot ~evolg zou .ebb n.

Vandaar de ei~ 'dat de frees precies op het hart van het

tandwiel meet stean.

lCJ

.

P4

--- -~ ---I V

o

10 20 25 -30 35 40 45 50

rapport nro 0079 biz.

~

van 1

~

bl zol

II. Afwikkel~tek n van t i dwieleno di a's 1441

t

im

1449

fill:! 'lIT 002

net ontstaan van e~n evolvent

te zien:

~n is kinematisch a svo~~t

De l'in AP r teert om 1 met een snelheid 0 Tegel"kert'd

bpwep t A zich naar .F toe met een sne 'heid v.

Dezelfde evolvente wordt t oO.v o de cirk ~. besd revpn

als de cirkel roteert om F met een tegengestelde Rnel:eic v •. Voaow. inplaats van door afrollen van de in OP .~ cirkel ontstaat de evolvente door het afrollen van de cir el

~---..

#

/;

.

I

-

-

-

-1

-

-

-

-

- .

~~

.

i

~

~,

RAAK LlJN AAN 120• DE EVOLVENTE

l

STEEKBEWEGIN G.

2jw

IWw{wlS

ww"Rstc = Vt "'" Wa" S 2rt"

Wa" Iww "Iv

=

Ww

c.1a x 5

Wax Iww lC Iv lCRstc = ~

5

Ostc

=

1'(

rapport nr. 0079 biz.

9

van 1 biz.

I

o

_{dia 144~: Sqrnen met het punt A uit het vori~ la~t:e eweegt h"er}

5~

I

,,

~

..l

,.l

..t

.

dia

1443

:

30 -35 45 50 werkplaot.technlek

het .e gelprofiel van een steekbeitel lan~s de evolvente.

De flank van de beitel valt sa~en met de raakl(n aan de

evolventej de halve tophoek v n dit basisprofi e 's 200•

De cirkel ~elke zuiver rolt over de stee ~n van dit

basisprofiel, de fabrikagesteekcirkel, is evenredig ~et de

-rondeirkel van het evolvent profiel. De evenredi

heids-faktor is de eosinus van de halve toph~ek, ook drukhoek genaan:d.

Het produkt en de straal van de grondcirkel moet - 1 k

Zi~ aan de snelheid v van het basisprofiel, zoal- i vori e

fi uur, of weI , beide leden van deze ergel'ki ng delend

door cos 200 : het produkt vanw en de straa van e 6tee~­

eirkel moetgel~~ ztn aan de snelheid waarmee het basi

-profiel zich lanes de steekltn beweegt ( toon aan dat de

sntdende flankrechte in beide revall n sarenva t : .

De gewenste koppeling van een rotatie en een transl~tie

kan verkregen worden door ~iddel van een verdeelkop welke vertikaal is opgestel d op de tafel van een freeslIlaehine en met 'Risse wi elen gekoppeld wordt ann de leischroe" v~~r de tafelbewering. Uit de fi guur bli~t het verband tussen de steekeirkel diameter van het werkstuk en de spoed van e

schroef .

In deze rela tie zljl de spoed van de sehroe f de over

-brenging van de verdeelkop i invariabel en een b~~erkt

v

aantal wisselwielen verhindert een tandwiel met e ~~e

gewenste diameter te steken.

- - - -

-

- - -

-

)

A"-

l

~t;Sin

.

~

5 " sin.ex Dstc = Iww" Iv"JT

10 25 30

~

I

35 40 50 rapport nr.

0079

dia

1

44

4

:

biz.

1 0

van

1

e

bl

z.

1

De v rdee kop wordt on er een hoek schuinFcstel~,

zo at in de verhouJin" trans13tie-rot~tie een 1~ktor

1\ sin~" ingevoerd wordt. Hierdoor wordt 'ie fo rule

voor D t _{5 e} kontinu variabel. Het ~_-evol~ _<- hiervan is Jat

aIle tr-tndwielen, binnen ui terste "grenzen, gestoken

kunnen worden.

dia

14

4

_5:

_{Op het plaatje is duidel(k te zien dat de verdeelkop nipt} vertikaal maar schuin staat. Om de juiste draairichtine te kr(gen is het noodzakeli.:ik om 2 tU6senwielen toe te passen; de overbrengine I wordt natll'lrl"1k 51 C.lt:;

W\"I

bepa~ld door de twee uiterste tandwielen.

r

-I

I

---

-l

I

I biz. 11van 18 biz.

I

rapport nr. ---~ 01

_r

I

5

r

-I

+

J

J

35 50

dia 144~:

D

steekkop is zodanir, schuin~pste

d

dat d bp.i te er laatsi evenw' di~ is aan de hartl(n va ~et werkntuk.

";ia

144"

I

:

Voor d~ tandwiE'len l!l~t schuine tanden wordt de sl--eekkop

m~er of minder schuipgesteld. Het beitelprofiel· ~opt

sy~' etrisch staan t.o.\ . he vlak door de steekbewe in~

en

ce

normaal op de tafelbewe in en en de rotatie-as van hpt werkstuk. Dit is nodig o~ een symmetrisch t ndpr r·e

te verkr~gen. De slaglengte van e beitel is inst lhQc

door d excentriciteit van het krukdraaipunt te

Een bee d van de totale or~tel1in~. De la~t$ van e sla

van de beitpl i s te veranderen ~~ Je hooLte van e t 1.

M • . v. de dwarsbew~ging v~n d tafel wordt de tend ie te

in~"5tf 1 Ii. De aanzet wordt '1erkrecen door de ]-r

in de fi~uur te verdraaien. Via de wis-elwielen volren dan tere 1 \"kert~-'d' de, transla tie en de rota tie v n h t 'erk

-stuk..

f---

- - - -

- - - -

- - - -

-

-

\

T

5

~

J

15 20 I rapport nr. 0079 di I blz.12 van 18 biz.

I

De 5 a~lengte van e eitel ~oet zodanir ztn dat er steeds

een r ime in- en uitloop bestaat. Orndat het f.ede Ite

van de slag waarin de beitel aetief is, verschuift in het slagbereik, kan hierdoor de be erking'van de oepasha r

-heid worden ervaren. De beitel moet zo kort moge oOk

in~pspannen worden om trillen t beperken.

I

dia 1449: Vanui t d~ze stand bezien I rol t 'I he t werkstuk. zich onder

25 -30

~

35 40 50 werkplaatstechnlek

de beitel door. De aanzet vindt periodiek pIa~t en weI steeds als de beitel zich boven het werkstuk bevindt

( denk aan ,. .. t ontbreken van een beitelklap zo '"

br

e n schaafbank ). Nahet pteken van een tand~uil wordt het werkstuk II eel"' tand 'I verdra dd d.r!'. v. de verdeelsch~ Of

OP de verdeelkor.

Om de opP. nauwkeurigheid te verhogen is het aan te bpve en om de tandwielen eerst te steken op r.v. O,9 x

tand-die~te en de tanden later na te steken.

{.Jf

r

= i nstlllhoek

o

15 -i I 20

L

I 30

~

35 45 50 rapport nr. 0079 I

biz.

1

~

van

18

biz.

;

III Ta~~wie r pzen mpt een afwik~ Ifrepc.

dials 146s

tim

1471

film ,'iT 003

dia 14{5: Het afwikkelfrez n verschilt in wezen slechts van het afwik elsteken hierin, dat het eereedschap geen trans:atie

uitvoert, doch dat deze translatie in het gereedschnp is inrebouwd. Ret gereedschap is nu een cil inler ~et

steekbei ela aan de omtrek die niet een heen- en e r,a~nde .aar een roterende beweging maakt. De bei tt>ls st, an voJ ,"en epn schroeflim achter elkaar opgesteld. Na e n or:lwt"nte inr: van de frees is ous als het ware de beitel 1 x de GPoed

( = omtrekssteek ) opgeschoven. Dit houdt in dat de fre evenzoveel ornlVente~inDen moet rr.aken als het we ' stuk

t~n en telt:

a

f

=

N x

N

m

•

dia 1466: Bt ~et instellen van de frees voor het frezen van ee

cilindrisch tandwiel met rechte tanden moet de baan van de

sn'joende bei elflank sarnenvallen met het raakvlak a n het

t.-,nd},rofie • Hieruit voIgt dat de instelhoek van de fr s reli k is a-tn de spoedhoek. em een tandwiel te verkri~gen moet niet aIleen de rotatie van het werkstuk met de juiste overbrenging ~e oppeld ztn, maar moet ook neg in vprt~kal richtinr. aanzet ge~even worder..

f---- - - -- - - - -- - - -- -- -- - - -

rapport nr. 0079

o

_{i6 1467:} 5 1Q 15 -20 25 dia

4

"

30 35 50 bl

z.

1 ~

van

18

De instel inrr van en nor~c l frees~achine voor "et

afwikrelfrezen verei~t improvisatie. O~ een juiste

en konstante overbrenrinr te kr~'fen tUSGen frees en

biz.

I

. erkstuk is het noodzakelt~ iedere slip daarin te

verM~'den. Dit houdt in, dat de riem voor de hoo dbewe in

vervangen ~oet worden door een ettin:-ov,rbre~gin .

Bij de ~eeste freesmachines zal men voor de aandr'ving

van de verdeelkop gebruik ~oeten ~aken van de aanz t

-beweginl van je tafel.

De rotatie van de schroefspil wordt dan via wis~e wi, pn

in de verdeelkop gebracht. De tafel ,,;ag hi erbj' peen

horizon tale verplaatsin~ onjerga~n. Het is d ~ noodz~:el'

om de moer van de tafel te demonteren en d ta e i n e

geleidin en te kle~men.

De t otale over rencingsverhoudine van fre s n3' r tuk

is gel"k a n het produkt van de overbren in sverhoudin e

van de afz nderl(ke componenten.

Cmdat de hartl"n van het wer. -tuk vert:ikaal staat r..oet het

.cysteem van indirekt vel'delen toe epast ':(lrrien.

De verdeelsch"f aan de verdeelkop doet ,:VP! Ie &':een 'ienst.

S': het berekenen van de wisselwie en h("left :net (~~r i

-richting geen rekening gehouden te worden net de i t loop

van de 'fre·~s. De freesdiepte, z';nde de _ .ndhoo,"te,

wor dt ingesteld met de dwarsverplaatsin~ van de ta~ 1.

~---

o

5 lQ -15 -20 25

J

! 35 40 45 50

rapport nr.0079 biz. 15van 13 biz.

I

din 14(q: Op dit plaHtje'is duidelik te zien de instelhoek van de frees en teven~ dat de tan~en

bU

incrtping een recht

tandwiel frezen.

anwpce ~e inste hoek Doet de frees op een zwev nde doorn bevestigd worden.

ia 1470: Deze plaat toont het duideL,:kste dat de flanken an de

sn;~tanden samenvallen rcet de raa'<v ak "e a in het ta :::-rofie14

De overeenkomst met de afwiktelsteekr.'etl-.ode omt hier tot

uit.lr11kking. De rotati van het wcrkr t ~ is _jPT dezelfde,

.

d~ translatie is vervangen door d~ relatieve tra~slat' e

v~n de snl'tand vanwege de spoed van de frees.

~---~

0 5 -15 1- -25 I--35 -50

I--rapport nr.0079

biz.

1

6

van

18 bl

z.1

cia 1471: Ret aanzetnechanisme van de rna- hine wordt g br uikt voor

de rotatie van het werkst1lk. De vertikale aanzet moet dus

met de hand gegeven worden

_,

. De opspanningen van werkstuk

en frees z~n leide zwevend, wat net net 00 op tril"ingen

onrunstig i s. De overbrengin~sverhouding wordt via een zeer groot a~ntal ccmponenten ver regen, die ieder

systeMatische en toevall i ge fouten bezitten. Jaarschl~l!~

is om deze redenen de oppervlakte-nauwkeurigheid van het

produkt slecht ,te noemen.

r---~---~---.---.---

---•

f=R,CX

f =3~~o)(D gr )( T'

rapport nr.

8079

biz.

17

van

1

8

bl z.1

o

~

IV Het kon troleren VA.n de tan-dvorm. dia ls 1472 en 1473

5 ~ dia 1472: Bepalend voor het beoordelen van het proces van tandwie

l-1Q f--15 -20 ' -25 f--30 t -35 t -50 t---werkplaatatechnlek

vervaar~ieing is de vormnauwkeurigheid van

le

tand.

Di t h6u~t indat het evolvente profiel rroet worden

gekontroleerd. Hierbt kan ~en ~etruik oaken van de

eigennchap dat de kromtestraal van de evolvente el-~ is aan de straal van de grondcirkel maal de doorlopen hoek.

In de getekende opstelling moet dus de uitslar van de meetklok recht evenr dig zj_in met de hoek.c..

De kwaliteit van de evenredigheid bepaa t de vormn uwke rig

-heid van de flank.

Ret werkstuk wordt op een doorn in

re

opti sche verdeelkop

r

e pla'1tst en hierin periodiek een aantal ,-raden ver(!rauid.

Een meetstift in het Abbe-ele-ent volr,t e flankl-n en

bepaalt de tr~nslatie . De theorptische trannlet-e ~a met

e n eenvou~ige berekening bepaald worden.

De afwikin· hiervan is een maat voor

de

kwa itei •

~---

~-p-or-t

-

n-r

.

--

O-O-7-9---

----

----

---

--

--

---

bl

-

Z.

-

1

-8

--v-an-

1-8--

b

-

IZ

~

.

I

01- 51-10 I -15 I -20 '--25 I -30 r-35 I -50

r-In de Duitse DIN-norr:en Z12n k1Yaliteit6c~'fers voor tandwiel en

vastgele~·A •

De kwaliteitsklascen z12n daarbt identiek !"et die van het

ISC-stelsel. De tandNielen, vervaHr~igd volrenp de moduulfrees- en afwikkelsteek- 11ethode z~ n in e meetkamer gell'ete •

Zi.'

voldeden- wat vorz:mauwkeuri.:-heid betreft- aan kwali teitsklas e

10 tot 1"'.

De kara'-::teristieke toepas:-in'~ van derge':"~~ke tandwi elen ligt op

het gebied van hef- en trRnsrort wer~tu;gen.

r---~--,---