DE19755359A1

DE19755359A1 - Process for producing gearing according to the hobbing process

Info

Publication number: DE19755359A1
Application number: DE1997155359
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Nagata; Ryuzou Masaki
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1998-09-03
Also published as: JPH10175118A; CH692724A5

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Verzahnung nach dem Abwälzverfahren zum Schleifen von Geradstirn- bzw. Zylinderzahnrädern, Schrägzahnrädern und anderen Zahnrädern auf einer Form- bzw. Profilverzahnungsschleifmaschine zur Verwendung zum Form- bzw. Profilverzahnungsschleifen dieser Zahnräder. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen einer Verzahnung nach dem Abwälzverfahren, das dahingehend vielseitig ist, daß es die Verwendung von Schleifscheiben bzw. -rädern unterschiedlicher Formen erlaubt und außerdem die erforderliche Anzahl von Zahnradindexierungen bzw. Weiterschaltungen verringern kann.This invention relates to a method of Manufacture a toothing according to the gear hobbing process Grinding of spur or cylindrical gears, Helical gears and other gears on a form or Profile gear grinding machine for use in Form or profile gear grinding of these gears. In particular, the invention relates to a method for Manufacture a toothing according to the gear hobbing process is versatile in that it uses Grinding disks or wheels of different shapes allowed and also the required number of Gear indexing or indexing can reduce.

2. State of the art

Zu den bekannten Verfahren zum Schleifen von Zahnrädern gehört auch ein Verfahren, das ein scheibenartiges Rad zum Form- bzw. Profilverzahnungsschleifen verwendet, sowie ein Verfahren, das zahnstangenartige oder schneckenartige Schleifsteine zum Verzahnungsschleifen nach dem Abwälzverfahren verwendet. Die Fig. 3 verdeutlicht das Form- bzw. Profilverzahnungsschleifen. Gemäß der Darstellung wird dazu eine Schleifscheibe bzw. -rad 24 verwendet, deren bzw. dessen Profil 24a einem Zahnzwischenraum 23a des Werkrads 23 komplementär ist. Das Werkrad 23 ist auf einem Index- bzw. Drehkopf einer Hauptspindel befestigt und wird zum Weiterschalten um einen Zahn gedreht, sobald der Schleifvorgang für einen Zahnzwischenraum beendet ist. Fig. 4 verdeutlicht das Verfahren zum Schleifen nach dem Abwalzverfahren bzw. Wälzschleifen einer Verzahnung. Gemäß der Darstellung werden Relativbewegungen zwischen einer Schleifscheibe bzw. -rad (die im dargestellten Beispiel ein schneckenartiges Rad 22 ist) und einem Werkrad 23 entsprechend dem gegenseitigen Eingriff erzeugt. Beim Form- bzw. Profilverzahnungsschleifen ändert sich das Profil des Schleifrades bzw. Schleifscheibe mit der Anzahl der Zähne oder dem Schrägverzahnungswinkel sogar innerhalb desselben Moduls. Sofern eine solche Änderung notwendig wird, ist das Schleifrad unbedingt auszutauschen oder muß korrigiert werden. Wird eine Schleifmaschine mit einem Abrichtwerkzeug verwendet, muß das Schleifrad unter Umständen nicht ersetzt werden, wenn die Korrektur des Profils geringfügig ist. Ändert sich jedoch die Zähnezahl um einen großen Betrag, kann die genaue Zahnform nicht erzielt werden, wenn das Schleifrad bzw. die Schleifscheibe nicht ersetzt wird. Unter diesem Gesichtspunkt ist das Form- bzw. Profilverzahnungsschleifverfahren nicht geeignet für eine Kleinserienfertigung großer Zahnräder.Known methods for grinding gears also include a method that uses a disc-like wheel for shape or profile gear grinding, as well as a method that uses rack-like or worm-like grindstones for gear grinding after the hobbing process. FIG. 3 illustrates the shape or profile gear grinding. According to the illustration, a grinding wheel or wheel 24 is used for this purpose, the profile 24 a of which is complementary to a tooth space 23 a of the work wheel 23 . The work wheel 23 is fastened on an index or rotating head of a main spindle and is rotated by one tooth for indexing as soon as the grinding process for an interdental space has ended. Fig. 4 illustrates the method for grinding after the rolling process or gear grinding of a toothing. As shown, relative movements between a grinding wheel or wheel (which in the example shown is a worm wheel 22 ) and a work wheel 23 are generated in accordance with the mutual engagement. In form or profile gear grinding, the profile of the grinding wheel or grinding wheel changes with the number of teeth or the helical gear angle even within the same module. If such a change is necessary, the grinding wheel must be replaced or corrected. If a grinding machine with a dressing tool is used, the grinding wheel may not have to be replaced if the correction of the profile is minor. However, if the number of teeth changes by a large amount, the exact tooth shape cannot be achieved if the grinding wheel or grinding wheel is not replaced. From this point of view, the form or profile gear grinding process is not suitable for small series production of large gears.

Beim Verzahnungsverfahren nach dem Abwälzverfahren kann dasselbe Schleifrad verwendet werden, wenn der Modul gleich bleibt, sofern eine Korrektur des Zahnprofils nicht erforderlich ist. Im folgenden wird das Prinzip des Abwälzverfahrens anhand der Fig. 5 beschrieben. Fig. 5 zeigt ein Beispiel eines Zahnrads mit einem Modul von 7, einer Zähnezahl von 17 und einem Schrägverzahnungswinkel von 80. Die Abwälzbewegung verläuft von der Position im oben links bei (1) dargestellten Zustand zur Position im oben rechts dargestellten Zustand (3), dann vom mitte links gezeigten Zustand (4) zur Position im rechten Zustand (6) und sodann von dem Zustand (7) unten links zur Position im Zustand (9) (linke Seite) . Im Zustand (9) rechts unten sind neun Bewegungsbahnen des zahnstangenartigen Schleifprofils 25 gezeigt. Diese Bewegungen zeigen ein Zahnprofil. Das zahnstangenartige Schleifprofil 25 wird entlang der Verzahnungswälzbahn bzw. Teillinie A des Werkrads von der Position im Zustand (1) zur Position im Zustand (9) bewegt. Während dieser Bewegung wird das Werkrad von Position (1) im Zustand (1) zur Position (9) im Zustand (9) gedreht. Die Verschiebung des zahnstangenartigen Schleifprofils 25 erfolgt entlang der Verzahnungs-Schnittwälzbahn bzw. Teillinie A und die Verschiebung des Werkrads erfolgt entlang des Bezugs- Wälzkreises bzw. -Teilkreises B. Mit C ist die Bezugs- Wälzbahn bzw. -Teillinie des zahnstangenartigen Schleifrades bezeichnet. Wenn das Verzahnungsprofil nur für die rechte Seite geschliffen bzw. bearbeitet werden soll, genügt die Bewegung vom Zustand (1) zum Zustand (6).The same grinding wheel can be used in the gear-cutting process according to the hobbing process if the module remains the same, unless a correction of the tooth profile is necessary. The principle of the rolling process is described below with reference to FIG. 5. Fig. 5 shows an example of a gear having a modulus of 7, a number of teeth of 17 and a helical tooth angle of 80. The rolling movement of passing from the position in the upper left corner at (1) illustrated state to the position in the right presented above state (3), then from the center left state (4) to the position in the right state (6) and then from the state (7) bottom left to the position in the state (9) (left side). In the state (9) at the bottom right, nine trajectories of the rack-like grinding profile 25 are shown. These movements show a tooth profile. The rack-like grinding profile 25 is moved along the toothed rolling path or part line A of the work wheel from the position in state ( 1 ) to the position in state ( 9 ). During this movement, the work wheel is rotated from position ( 1 ) in state ( 1 ) to position ( 9 ) in state ( 9 ). The displacement of the rack-like grinding profile 25 takes place along the toothed cutting rolling path or partial line A and the displacement of the work wheel takes place along the reference rolling circle or partial circle B. C denotes the reference rolling path or partial line of the rack-like grinding wheel. If the tooth profile is only to be ground or machined for the right side, the movement from state ( 1 ) to state ( 6 ) is sufficient.

Wie bereits zuvor erwähnt wurde, ist es für das Form- bzw. Profilschleifen erforderlich, eine Vielzahl von Schleifrädern vorzusehen. Insbesondere bei der Fertigung von Zahnrädern unterschiedlicher Zähnezahl in kleinen Losgrößen ist die Produktivität dieses Verfahrens dem Wälzverfahren unterlegen. Bei Verwendung einer herkömmlichen Verzahnungsschleifmaschine, die nach dem Abwälzverfahren arbeitet und die ein scheibenartiges Schleifrad mit demselben Profil wie ein Zahnstangenprofil aufweist, treten Eingriffsbewegungen von Zahnstange und Zahnrad auf. Beispielsweise wird ein Schrägzahnrad durch Eingriffsbewegung einer Schrägzahnstange und eines Schrägzahnrads gefertigt. Das bedeutet, daß die Eingriffslinie des Schrägzahnrades bezüglich der Zahnflanke geneigt ist. Außerdem erfordert das Schleifen des Schrägzahnrades eine vergleichsweise lange Zeit im Vergleich zum Geradstirnzahnrad. Beträgt die Profilüberdeckung des Schrägzahnrads beispielsweise 1,2, wird die doppelte Schleifzeit wie bei einem Geradstirnzahnrad bzw. gerade verzahntem Stirnrad benötigt. Die Fig. 6 zeigt gleichzeitige Kontaktlinien von miteinander in Eingriff stehenden Zahnflanken einer schrägverzahnten Zahnstange 26 und eines Werkrads 27. Mit (1) bis (7) sind die Kontaktlinien bezeichnet. Das Schleifrad vollführt das Schleifen entlang dieser gleichzeitigen Kontaktlinien. As previously mentioned, it is necessary for the form or profile grinding to provide a large number of grinding wheels. The productivity of this process is inferior to the rolling process, particularly when manufacturing gears with different numbers of teeth in small batch sizes. When using a conventional gear grinding machine, which works according to the gear hobbing process and which has a disk-like grinding wheel with the same profile as a rack profile, engagement movements of the rack and gear occur. For example, a helical gear is manufactured by the engagement movement of a helical rack and a helical gear. This means that the line of engagement of the helical gear is inclined with respect to the tooth flank. In addition, grinding the helical gear requires a comparatively long time compared to the spur gear. If the profile overlap of the helical gear is 1.2, for example, twice the grinding time is required as for a spur gear or a straight spur gear. Fig. 6 shows simultaneous contact lines of meshing with each other tooth flanks of a helical rack 26 and a work wheel 27th The contact lines are designated by ( 1 ) to ( 7 ). The grinding wheel carries out the grinding along these simultaneous contact lines.

Betreffend die Zahnformkorrektur wird beim Wälzschleifverfahren die Kopfhöhe und die Fußhöhe bzw. Fußtiefe des Schleifrades durch das Abrichtwerkzeug korrigiert. Zur Ermittlung eines gegebenen Korrekturwerts ist eine komplizierte Berechnung erforderlich. Der Grund dafür liegt darin, daß die Zahnstangenform korrigiert wird, bevor die Zahnstange in Kontakt mit dem Werkrad gebracht wird.Regarding the tooth shape correction at Generating grinding process the head height and the foot height or Foot depth of the grinding wheel through the dressing tool corrected. To determine a given correction value a complicated calculation is required. The reason for this is that the rack shape is corrected before the rack is brought into contact with the work wheel.

SUMMARY OF THE INVENTION

Die Erfindung soll die zuvor erläuterten Nachteile beim Stand der Technik beseitigen und ein Verfahren zum Herstellen einer Verzahnung nach dem Abwälzverfahren in Vorschlag bringen, mit dem Wälzschleifen eines Zahnrades auf einer Form- bzw. Profilverzahnungsschleifmaschine möglich ist.The invention is intended to address the disadvantages explained above Eliminate state of the art and a method of manufacture a gearing according to the gear-cutting process in the proposal bring, with the hob grinding of a gear on a Form or profile gear grinding machine is possible.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen einer Verzahnung nach dem Abwälzverfahren, das eine verringerte Anzahl von Indexierungen bzw. Weiterschaltungen eines Schrägzahnrades im Vergleich zur Wälzschleifverzahnungsmaschine nach dem Stand der Technik erfordert. Außerdem soll das Verfahren eine Fertigpolygon-Fehlersteuerung (ready polygon error control) auf der Anwenderseite sowie vielseitige Verwendung mit Schleifrädern unterschiedlicher Formen bzw. Profile bei der Verzahnungsherstellung ermöglichen.Another object of the invention is to provide a method for producing a toothing according to the Hobbing process, which is a reduced number of Indexing or indexing of a helical gear in Comparison to the gear grinding machine according to the state that requires technology. The procedure is also intended to be a Ready polygon error control on the user side as well as versatile use with Grinding wheels of different shapes or profiles at Enable gear manufacturing.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention with reference to the attached Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Form- bzw. Profilverzahnungsschleifmaschine, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbar ist, Fig. 1 is a front view of a shape or profile gear grinding machine which is suitable for performing the method according to the invention,

Fig. 2 eine Teilseitenansicht der Formverzahnungsschleifmaschine von Fig. 1, Fig. 2 is a partial side view of the form gear grinding machine of Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem Werkrad und einem Formschleifrad bei einem Profilschleifverfahren, Fig. 3 is a front view for explaining the relationship between a work gear and a Formschleifrad with a profile grinding procedure,

Fig. 4 eine Vorderansicht zur Erläuterung der Beziehung zwischen einem Werkrad und einem zahnstangenartigen Schleifrad bei einem Verfahren zum Herstellen einer Verzahnung nach dem Abwälzverfahren, Fig. 4 is a front view for explaining the relationship between a work gear and a rack-like grinding wheel in a method for producing a tooth according to the generating process,

Fig. 5 eine Darstellung zur Verdeutlichung des Prinzips der Verzahnung nach dem Abwälzverfahren, Fig. 5 is a diagram for illustrating the principle of the toothing after the generating process,

Fig. 6 eine Darstellung eines Modells gleichzeitiger Kontaktlinien der Flanken von in gegenseitigem Eingriff stehender schrägverzahnter Zahnstange und Werkrad, Fig. 6 is a representation of a model simultaneous contact lines of the flanks of standing in mutual engagement helical rack and work gear,

Fig. 7 eine Darstellung zur Verdeutlichung eines Beispiels einer Korrektur eines zahnstangenartigen Schleifrads bei einem Abwälzverfahren gemäß dem Stand der Technik, Fig. 7 is a diagram for illustrating an example of a correction of a rack-like grinding wheel with a hobbing according to the prior art,

Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung des Unterschieds zwischen den Verfahren zum Herstellen einer Verzahnung nach dem Abwälzverfahren gemäß der Erfindung und denen gemäß dem Stand der Technik hinsichtlich gleichzeitiger Kontaktlinien zwischen einem Schleifrad und einem Werkrad bei Vorschub des Schleifrads in der Richtung der Flankenlinie, Fig. 8 is a diagram for explaining the difference between the method of manufacturing a gear according to the generating process according to the invention and which with respect to prior art simultaneous contact lines between a grinding wheel and a work gear in case of feed of the grinding wheel in the direction of the edge line,

Fig. 9 eine Darstellung zur Verdeutlichung eines Zustands, bei dem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Arbeitsfläche eines CBN-Schleifrades um einen Betrag δ von einer Zahnstangenbezugslinie nach innen beabstandet ist, und Fig. 9 is a diagram for illustrating a state in which in the inventive method, a working surface of a CBN grinding wheel by an amount δ is spaced apart from a rack reference line to the inside, and

Fig. 10(a) bis (c) Darstellungen zur Verdeutlichung der Prinzipien der Polygon-Fehlerbewertung bzw. Schätzung gemäß der Erfindung. Fig. 10 (a) to (c) are diagrams for illustrating the principles of the polygon error evaluation or estimation according to the invention.

DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist ein Z-Achsentisch bzw. Schlitten 20 für die Hin- und Herbewegung nach links und rechts (d. h. in den Richtungen der Z-Achse) auf einem Maschinenbett 21 vorgesehen. Ein Indexkopf 13 und ein Reitstock 14 sind auf dem Z-Achsentisch so montiert, daß ihre Achsen zueinander ausgerichtet sind bzw. miteinander fluchten. Der Z-Achsentisch 20 ist mittels eines Z-Achsenservomotors 16, der auf einer Seite des Maschinenbetts 21 angeordnet ist, über eine Kugelumlaufspindel 18 und eine Kugelumlaufmutter 17 in den Richtungen der Z-Achse hin- und herbewegbar. Die Achse des Indexkopfes 13 wird als C-Achse bezeichnet. Das Werkrad ist so zwischen den Indexkopf 13 und den Reitstock 14 eingesetzt, daß dessen Achse mit der C-Achse fluchtet. Ein Ständer 1 steht von einem hinteren Abschnitt des Maschinenbetts 21 nach oben. Ein Y-Achsenschlitten 5 ist in vertikaler Richtung (d. h. in der Richtung der Y-Achse) verschiebbar am Ständer 1 montiert.Referring to FIGS. 1 and 2, a Z-axis table or carriage 20 is provided for the reciprocating motion to the left and right (ie, in the directions of Z-axis) on a machine bed 21. An index head 13 and a tailstock 14 are mounted on the Z-axis table in such a way that their axes are aligned or aligned with one another. The Z-axis table 20 can be moved back and forth in the Z-axis directions by means of a Z-axis servo motor 16 which is arranged on one side of the machine bed 21 , via a ball screw 18 and a ball nut 17 . The axis of the index head 13 is referred to as the C axis. The work wheel is inserted between the index head 13 and the tailstock 14 in such a way that its axis is aligned with the C axis. A stand 1 stands up from a rear portion of the machine bed 21 . A Y-axis slide 5 is slidably mounted on the stand 1 in the vertical direction (ie in the direction of the Y axis).

Ein Radkopfhalter 7 ist an der Vorderseite des Y-Achsenschlittens 5 montiert und ein Radkopf 8 mit einer Schleifradwelle 19 ist am Radkopfhalter 7 befestigt. Am unteren Ende der Schleifradwelle 19 ist, anstelle eines geraden, zahnstangenartigen Schleifsteins, wie er beim Verfahren zum Herstellen einer Verzahnung nach dem Abwälzverfahren gemäß dem Stand der Technik verwendet wird, ein scheibenartiges Schleifrad 9 mit einem Krümmungsradius entlang der Kante, wie es zum Form- bzw. Profilverzahnungsschleifen verwendet wird, montiert. Der Radkopfhalter 7 kann um eine horizontale Achse (d. h. die A-Achse), die senkrecht zur zuvor erwähnten C-Achse und durch die Mitte des Rades 9 verläuft, mittels eines A-Achsenservomotors 6, der am Y-Achsenschlitten 5 gehalten wird, um 360° gedreht bzw. verschwenkt werden. In dem Fall, in dem das Werkrad ein Schrägzahnrad ist, wird das Schleifrad 9 gemäß dem Schrägungswinkel um die A-Achse gekippt bzw. gedreht und tritt in einen Zahnzwischenraum des auf dem Indexkopf 13 befestigten Werkrads ein. Das Werkstück wird sodann durch Form- bzw. Profilverzahnungsschleifen in der in Fig. 3 gezeigten Lagebeziehung geschliffen. Ist der Schleifvorgang für einen Zahnzwischenraum beendet, schaltet der Indexkopf 13 zum nächsten Zahnzwischenraum weiter. Dieser Vorgang wird entsprechend der Zahnzahl des Werkrads wiederholt.A wheel head holder 7 is mounted on the front of the Y-axis slide 5 and a wheel head 8 with a grinding wheel shaft 19 is fastened to the wheel head holder 7 . At the lower end of the grinding wheel shaft 19 , instead of a straight, rack-like grinding stone, as is used in the method for producing a toothing according to the gear cutting method according to the prior art, there is a disk-like grinding wheel 9 with a radius of curvature along the edge, as used for forming or profile gear grinding is used. The wheel head holder 7 can rotate about a horizontal axis (ie the A-axis), which runs perpendicular to the aforementioned C-axis and through the center of the wheel 9 , by means of an A-axis servo motor 6 which is held on the Y-axis slide 5 Be rotated or swiveled 360 °. In the case where the work wheel is a helical gear, the grinding wheel 9 is tilted or rotated around the A axis according to the helix angle and enters a tooth space of the work wheel fastened on the index head 13 . The workpiece is then ground by shape or profile tooth grinding in the positional relationship shown in FIG. 3. If the grinding process for one interdental space has ended, the index head 13 switches to the next interdental space. This process is repeated according to the number of teeth on the work wheel.

Um mit der zuvor beschriebenen Form- bzw. Profilverzahnungsschleifmaschine eine Verzahnung nach dem Abwälzschleifverfahren herzustellen, wird ein Ablauf wie der mit den Bewegungen einer Zahnstange und eines Zahnrades, welche zuvor anhand von Fig. 5 beschrieben wurde, mit der Bewegung des zahnstangenartigen Schleifprofils, das am unteren Ende der Schleifradwelle befestigt ist, in der Y-Richtung sowie der Indexdrehung des Werkrads mittels des Indexkopfes 13 erreicht. Natürlich kann für eine Bewegung in der Zahnbreitenrichtung der Z-Achsentisch 20 in der Z-Achsenrichtung bewegt werden. In diesem Fall kann die gleiche Bewegung wie die einer schraubenförmigen Bewegung erreicht werden, indem der Z-Achsentisch 20 gleichzeitig mit der Bewegung der Y-Achse bewegt wird. Können jedoch der Z-Achsentisch 20 und die C-Achse des Indexkopfs 13 bewegt werden, während die Y-Achse fixiert bleibt, ist es anders als bei der Schleifmaschine nach dem Stand der Technik möglich, sogar ein schrägverzahntes Zahnrad bzw. Schrägstirnrad mit derselben Anzahl von Operationen wie ein Geradstirnrad zu schleifen. In Verbindung mit der Fig. 5 ist jeder der Zustände (1) bis (9) in der Zahnbreitenrichtung fixiert (bei dem Abwälzschleifverfahren gemäß dem Stand der Technik führt die Bewegung in der Zahnbreitenrichten zum Übergang vom Zustand (1) zum Zustand (2) und sodann zum Zustand (3)).In order to produce a toothing using the hobbing grinding method with the previously described form or profile gear grinding machine, a sequence such as that with the movements of a toothed rack and a gearwheel, which was previously described with reference to FIG. 5, with the movement of the toothed rack-like grinding profile, which is on is attached lower end of the grinding wheel shaft, reached in the Y direction and the index rotation of the work wheel by means of the index head 13 . Of course, for movement in the tooth width direction, the Z axis table 20 can be moved in the Z axis direction. In this case, the same movement as that of a helical movement can be achieved by moving the Z-axis table 20 simultaneously with the movement of the Y-axis. However, if the Z-axis table 20 and the C-axis of the index head 13 can be moved while the Y-axis remains fixed, it is possible, unlike the grinding machine according to the prior art, even a helical gear or helical gear with the same number of operations like grinding a spur gear. In connection with Fig. 5, each of the states (1) to (9) in the tooth width direction (fixed at the Abwälzschleifverfahren according to the prior art, the movement results in the tooth width directing the transition from state (1) to state (2) and then to state (3)).

Wie aus den Fig. 6 und 8 hervorgeht, ist es durch Anwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens möglich, eine Verzahnung nach dem Abwälzschleifverfahren deutlich effizienter als nach dem Stand der Technik durchzuführen. Aus Fig. 8 ist erkennbar, daß bei einer kontinuierlichen Abwälzbewegung nach dem bekannten Schleifverfahren die gleichzeitigen Kontaktlinien 29 der Zahnflanken des Schleifsteins und des Werkrades geneigt sind. Gemäß der Erfindung verlaufen die Kontaktlinien gerade entlang der Flankenlinie. Außerdem kann die Zahnformkorrektur einfach durch Steuerung der Zahnstangenverschiebung erreicht werden. Beispielsweise kann die Zahnformkorrektur erreicht werden, indem die Zahnstange noch weiter nach rechts im linken oberen Zustand (1) in Fig. 5 bewegt wird.As can be seen from FIGS. 6 and 8, by using the method described above, it is possible to carry out a toothing according to the gear hobbing method significantly more efficiently than according to the prior art. From Fig. 8 it can be seen that with a continuous rolling movement according to the known grinding method, the simultaneous contact lines 29 of the tooth flanks of the grindstone and the work wheel are inclined. According to the invention, the contact lines run straight along the flank line. In addition, the tooth shape correction can be achieved simply by controlling the rack displacement. For example, the tooth shape correction can be achieved by moving the rack even further to the right in the upper left state (1) in FIG. 5.

Hinsichtlich der zuvor beschriebenen Zahnformkorrektur werden bei dem bekannten Schleifverfahren die Kopfhöhe und die Fußhöhe eines Zahnrades korrigiert, indem die Kopfhöhe und die Fußhöhe des Schleifrades korrigiert werden (vgl. Fig. 7). Die Berechnungen zur Ermittlung der Korrekturgrößen sind kompliziert, da ein vorgegebener Korrekturwert in die Zahnstangenzahnform umgerechnet wird. Gemäß der Erfindung wird jedoch eine Korrekturgröße bezüglich der Eingriffslinie angegeben, so daß es möglich ist, beispielsweise die Korrekturgröße/cos(α_c) für die Bewegung des zahnstangenartigen Schleifsteins in der Y-Richtung zu verwenden.With regard to the tooth shape correction described above, the head height and the foot height of a gear wheel are corrected in the known grinding method by correcting the head height and the foot height of the grinding wheel (cf. FIG. 7). The calculations for determining the correction variables are complicated because a predetermined correction value is converted into the rack tooth shape. According to the invention, however, a correction quantity is specified with respect to the line of engagement, so that it is possible to use, for example, the correction quantity / cos (α _c ) for the movement of the rack-like grinding stone in the Y direction.

Gemäß der Erfindung ist es außerdem möglich, das Verzahnungsschleifen nach dem Abwälzverfahren unter Verwendung eines durch galvanische Metallabscheidung hergestellten CBN-Schleifrades für das Form- bzw. Profilverzahnungsschleifen durchzuführen. Beim Verfahren nach dem Stand der Technik kann ein durch galvanische Metallabscheidung hergestelltes CBN-Schleifrad nicht verwendet werden, wenn die Zähnezahl des Schrägungswinkels selbst bei gleichem Modul verändert wird. Die Anwendung des zuvor beschriebenen Abwälzverfahrens sowie der Zahnformkorrekturtechniken erlaubt jedoch ein Schleifen nach dem Abwälzverfahren durch Korrektur lediglich der Abweichung bzw. des Versatzes von der Zahnstange in der Y-Achsenbewegung des Schleifrades. Bei diesem Verfahren muß das Querschnittprofil des Schleifrades kein gerades Zahnstangenprofil sein. Gemäß Fig. 9 ist das CBN-Schleifrad 30 um den Abstand AA' = δ von der Bezugslinie D der Zahnstange nach innen beabstandet. In diesem Fall kann zum Schleifen eine Verschiebung um δ/cos(a_c) in der Y-Achsenrichtung erfolgen. In diesem Beispiel weist dieses CBN-Schleifrad ein Modul von 4 und eine Zahnzahl von 60 auf.According to the invention, it is also possible to carry out the gear grinding by the hobbing process using a CBN grinding wheel produced by galvanic metal deposition for the shape or profile gear grinding. In the method according to the prior art, a CBN grinding wheel produced by galvanic metal deposition cannot be used if the number of teeth of the helix angle is changed even with the same module. However, the use of the above-described rolling method and the tooth shape correction techniques allows grinding using the rolling method by correcting only the deviation or the offset from the rack in the Y-axis movement of the grinding wheel. With this method, the cross-sectional profile of the grinding wheel does not have to be a straight rack profile. According to FIG. 9, the CBN grinding wheel 30 is by the distance AA '= δ D from the reference line spaced inwardly of the rack. In this case, a shift by δ / cos (a _c ) in the Y-axis direction can be used for grinding. In this example, this CBN grinding wheel has a module of 4 and a number of teeth of 60.

Die Anzahl der Indexschritte führt zu einer Abweichung von der Abwicklungskurve bzw. Evolvente (Polygonfehler). Es ist schwierig, den Polygonfehler mit der Schleifmaschine nach dem Stand der Technik zu steuern bzw. zu kontrollieren; daher kann er auf der Bedienerseite nicht eingestellt werden. Gemäß der Erfindung kann der Abstand CD gemäß Fig. 10 auf später noch zu beschreibende Weise als Fehlergröße analytisch bestimmt werden. Somit kann die Anzahl der Indexschritte automatisch berechnet werden, wenn eine Fehlergröße gegeben ist.The number of index steps leads to a deviation from the development curve or involute (polygon error). It is difficult to control the polygon error with the prior art grinder; therefore it cannot be set on the operator side. According to the invention, the distance CD according to FIG. 10 can be analytically determined as an error variable in a manner to be described later. Thus, the number of index steps can be calculated automatically if there is an error size.

Im folgenden wird ein Verfahren zum Schätzen des einer Zahnprofilkurve entsprechenden Polygonfehlers (beispielsweise des Krümmungsradiuses der Evolvente) beschrieben werden. Gemäß den Fig. 10(a) bis (c) ist die Kurve ADB eine theoretische Zahnform- bzw. Zahnflankenkontur einer Verzahnung und die Geradensegmente AC und CB sind Teile der tatsächlichen Zahnform. Mit A und B sind Koordinaten des Werkrads bezeichnet und die Neigungen der Geradensegmente AC und CB sind im voraus bekannt. In the following, a method for estimating the polygon error corresponding to a tooth profile curve (for example the radius of curvature of the involute) will be described. Referring to FIGS. 10 (a) to (c), the curve is a theoretical tooth shape or ADB tooth flank contour of a toothing and the straight segments AC and CB components are the actual tooth shape. With A and B coordinates of the work wheel are designated and the inclinations of the straight segments AC and CB are known in advance.

Der Radius Rg eines Grundkreises kann aus R_p cos (α_s) ermittelt werden, wobei R_p der Radius eines Wälzkreises bzw. Teilkreises ist. α_s ist ein axial normaler Eingriffswinkel, der gegeben ist als
The radius Rg of a base circle can be determined from R _p cos (α _s ), where R _{p is} the radius of a pitch circle or pitch circle. α _s is an axially normal pressure angle, which is given as

tan^-1 {tan (α_c)/cos (β)};
tan ^-1 {tan (α _c ) / cos (β)};

χ/2 ist der spezifische Winkel eines Grundkreises in Fig. 10(c), der gegeben ist als
χ / 2 is the specific angle of a base circle in Fig. 10 (c) given as

wobei Z die Zähnezahl ist.where Z is the number of teeth.

Zuerst wird der Polygonscheitel C(X_c, Y_c) als Schnittpunkt der Geradensegmente AC und BC erhalten.
First, the polygon vertex C (X _c , Y _c ) is obtained as the intersection of the line segments AC and BC.

Geradensegment AC: y=α_A(x-x_A)+y_A (1)
Line segment AC: y = α _A (xx _A ) + y _A (1)

Geradensegment BC: y=α_B(x-x_B+y_B (2)
Line segment BC: y = α _B (xx _B + y _B (2)

Durch gleichzeitiges Lösen der Gleichung (1) und (2) erhält man:
Solving equations (1) and (2) at the same time gives:

Sodann wird die Länge des Geradensegments CE ermittelt.The length of the straight line segment CE is then determined.

Aus Fig. 10(c) ergibt sich:
Geradensegment
From Fig. 10 (c):
Straight segment

Geradensegment
Straight segment

Somit ergibt sich:
Geradensegment
This results in:
Straight segment

Winkel ∠COE = α im Dreieck COE ergibt sich als
Angle ∠COE = α in the triangle COE results as

α = tan^-1 (Geradensegment CE/R_g)
α = tan ^-1 (straight segment CE / R _g )

Winkel ∠GOC = β ergibt sich als
Angle ∠GOC = β results as

β = tan^-1 (y_c/x_c)
β = tan ^-1 (y _c / x _c )

Winkel EOH = γ ergibt sich als
Angle EOH = γ results as

γ = π/2 - (α+β)
γ = π / 2 - (α + β)

Punkt E (x_E, y_E) auf dem Grundkreis ergibt sich als
Point E (x _E , y _E ) on the base circle results as

E(x_E,y_E) = (R_g sin γ, R_g cos γ)
E (x _E , y _E ) = (R _g sin γ, R _g cos γ)

Winkel ∠FOE = ε ergibt sich als
Angle ∠FOE = ε results as

ε = π/2 - (χ/2 + γ) = α + β - χ/2 (8)ε = π / 2 - (χ / 2 + γ) = α + β - χ / 2 (8)

Sodann wird der Radius DE der Krümmung der Involvente erhalten als:
Then the radius DE of the involute's curvature is obtained as:

DE = ε.R_g (9)DE = ε.R _g (9)

Durch Verwendung der Gleichungen (7) und (8) wird der Polygonfehlerbetrag CD bezüglich-des Zahnprofils ermittelt als:
CD (Polygonfehler) = CE (Geradensegment) - DE
(Krümmungsradius der Evolvente)
Using equations (7) and (8), the polygon error amount CD with respect to the tooth profile is determined as:
CD (polygon error) = CE (straight segment) - DE
(Radius of curvature of the involute)

Auf diese Weise kann die Größe des Polygonfehlers abgeschätzt werden.This way the size of the polygon error can be estimated.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann im Falle eines Schrägzahnrades gemäß der Erfindung im Vergleich zum Abwälzschleifverfahren nach dem Stand der Technik die Anzahl der Indexschritte verringert werden. Zusätzlich kann der Polygonfehler einfach auf der Benutzerseite gesteuert werden. Außerdem können, anders als bei dem Abwälzschleifverfahren nach dem Stand der Technik, gemäß der Erfindung Schleifsteine oder Schleifräder mit unterschiedlichen Formen bzw. Profilen verwendet werden. Beispielsweise werden bei dem Stand der Technik Schleifsteine mit geraden Querschnittprofilen zum Schleifen von Evolventenverzahnungen durch Abwälzschleifen verwendet, wohingegen gemäß der Erfindung auch die Verwendung von Schleifsteinen mit gekrümmten Profilquerschnitten möglich ist, wie sie beim Form- bzw. Profilverzahnungsschleifen verwendet werden.As described above, in the case of a Helical gear according to the invention compared to Hobbing methods according to the state of the art the number the index steps are reduced. In addition, the Polygon errors can be easily controlled on the user side. In addition, unlike the hob grinding process according to the prior art, according to the invention grindstones or grinding wheels with different shapes or profiles be used. For example, in the state of the Technology Grindstones with straight cross sections for Grinding involute gears by hob grinding used, whereas according to the invention also the use of grindstones with curved profile cross sections possible is how it is in form or profile gear grinding be used.

Claims

1. A method for producing a toothing by the hobbing process using a form or profile gear grinding machine with an index head ( 13 ) for holding a workpiece, a Z-axis table ( 20 ) with the index head ( 13 ) mounted thereon, and a grinding wheel with a Axis running normal or perpendicular to the surface of the Z-axis table, the grinding wheel being pivotable or rotatable about an A-axis, and wherein a grinding wheel is mounted on the lower end of a grinding wheel shaft of the form or profile gear grinding machine, wherein a toothing by gear grinding is generated by an indexing or stepwise rotation of the index head ( 13 ) and a feed of the Z-axis table or a movement of the grinding wheel in the Y-axis direction is carried out.

2. The method of claim 1, wherein the distance between a polygon vertex on an engagement line of the Gear and an ideal or theoretical tooth flank (Involute) of the work wheel as a polygon error amount is controlled by the number of index steps according to a previously calculated polygon error size.

3. The method of claim 2, wherein a disc-like grinding wheel that along a radius of curvature has its edge and that to form or Profile gear grinding can be used at the bottom End of the grinding wheel shaft mounted for hob grinding is.

4. The method according to claim 2 or 3, wherein a tooth shape correction of the toothing is achieved by an additional feed of the grinding wheel by a correction quantity / cos (α _c ) in the Y-axis direction.