[go: up one dir, main page]

DE10325701A1 - Toothed wheel transmission has interengaging cogged wheels wherein operating engagement angle of teeth is less than fourteen degrees - Google Patents

Toothed wheel transmission has interengaging cogged wheels wherein operating engagement angle of teeth is less than fourteen degrees Download PDF

Info

Publication number
DE10325701A1
DE10325701A1 DE2003125701 DE10325701A DE10325701A1 DE 10325701 A1 DE10325701 A1 DE 10325701A1 DE 2003125701 DE2003125701 DE 2003125701 DE 10325701 A DE10325701 A DE 10325701A DE 10325701 A1 DE10325701 A1 DE 10325701A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
backlash
gear transmission
operating pressure
less
pressure angle
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.)
Ceased
Application number
DE2003125701
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Dipl.-Ing. Trampert
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.)
FEV Europe GmbH
Original Assignee
FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
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 FEV Motorentechnik GmbH and Co KG filed Critical FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Priority to DE2003125701 priority Critical patent/DE10325701A1/en
Publication of DE10325701A1 publication Critical patent/DE10325701A1/en
Ceased 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
    • F16H55/08Profiling
    • F16H55/0806Involute profile
    • 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
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/12Arrangements for adjusting or for taking-up backlash not provided for elsewhere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2251/00Material properties
    • F05C2251/04Thermal properties
    • F05C2251/042Expansivity
    • F05C2251/046Expansivity dissimilar

Landscapes

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

Abstract

Zahnradgetriebe, bei dem zwei mit einem vorbestimmten Zahnflankenspiel ineiandergreifende verzahnte Radkörper (1, 4) im Betrieb einer Lageänderung quer zu ihrer Drehachse und einer dynamischen Wechselbeanspruchung unterworfen sind, die das Zahnflankenspiel verändern, wobei der Betriebseingriffswinkel (αwtθ) der Verzahnung (2, 3) zum Minimieren des Lageänderungseinflusses auf das Zahnflankenspiel kleiner als 14° ist.Gear transmission, in which two toothed gear bodies (1, 4) interlocking with a predetermined tooth flank play are subjected to a change in position transversely to their axis of rotation and a dynamic alternating stress during operation, which change the tooth flank play, the operating pressure angle (α wtθ ) of the toothing (2, 3 ) is less than 14 ° to minimize the influence of the position change on the backlash.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnradgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Verwendung eines Zahnradgetriebes in Steuerrädertrieben in Verbrennungsmotoren nach Anspruch 8.The Invention relates to a gear transmission according to the preamble of Claim 1 and use of a gear transmission in steering wheel drives in internal combustion engines according to claim 8.

Zur Leistungsübertragung in Maschinen und Anlagen werden häufig Zahnradgetriebe verwendet. Eine charakteristische Eigenschaft der Zahnradgetriebe ist das Vorhandensein von Zahnflankenspielen zur Vermeidung des Klemmens der Verzahnung. Dieses Zahnflankenspiel muß in der Lage sein, Fertigungsabweichungen der Radkörper, der Verzahnung, der relativen Lage der Radkörper zueinander infolge Wellen- und Achsentoleranzen, Achsabstandstoleranzen (Bohrungslagen), elastische Deformationen sowie die Bewegung der Zahnräder und Wellen innerhalb ihres Lagerspieles auszugleichen.to power transmission Gearwheels are often used in machines and systems. A characteristic of the gearbox is the presence of backlash to avoid jamming of the teeth. This backlash must be in be able to make manufacturing deviations of the wheel body, the toothing, the relative Location of the wheel center to each other due to shaft and axis tolerances, center distance tolerances (Hole positions), elastic deformations and the movement of the gears and balance waves within their camp play.

Hierdurch ergibt sich ein Mindestzahnflankenspiel, infolge dessen es zum Abheben der Zahnflanken und Anschlagen an der Gegenflanke, auch als „Hämmern" bezeichnet, kommen kann, insbesondere bei ungleichförmig betriebenen Maschinen mit Drehweganregung oder wechselnden An- und Abtriebsmomenten, d.h. bei dynamischer Wechselbeanspruchung. Das Durchlaufen des Zahnflankenspieles in Zahnradgetrieben verursacht mit steigenden Spielen zunehmend unerwünschte Geräusche und zusätzliche, stoßartige Belastungen im Trieb. Beispielsweise kann das Hämmern von Verzahnungen in Kurbelgehäusen aus Grauguss dynamische Belastungsüberhöhungen im Bereich von 10 bis 35% hervorrufen. Im Steuerrädertrieb eines Nutzfahrzeugmotors können bei Nennspiel dynamische Spitzenlasten auftreten, die bis zu 25% höher sind als bei einem Referenzsystem mit einem Spiel von Null. Die Zunahme von Verdrehflankenspielen lässt demnach auch deutlich zunehmende Belastungsstöße erwarten.hereby there is a minimum backlash, as a result of which it takes off the tooth flanks and stops on the opposite flank, also referred to as "hammering" can, especially with non-uniform operated machines with rotary path excitation or changing start and stop Output torques, i.e. with dynamic alternating stress. The Running through the backlash caused in gear transmissions with increasing games increasingly undesirable noises and additional, jerky Loads in the shoot. For example, hammering gears in crankcases Gray cast iron dynamic load increases in Range from 10 to 35%. In the steering wheel drive of a commercial vehicle engine can dynamic peak loads occur at nominal play, which are up to 25% are higher than with a zero backlash reference system. The increase of backlash accordingly expect significantly increasing load impacts.

Werden unterschiedliche Werkstoffe für Zahnräder und Gehäuse verwendet, so ändert sich dieses Flankenspiel mit sich gleichmäßig ändernder Temperatur von Zahnrad- und Gehäusestruktur. Bestehen beispielsweise die Zahnräder aus einem Stahlwerkstoff und das Getriebegehäuse aus einem Aluminiumwerkstoff, so nimmt unter dem Einfluß der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Stahlwerkstoffes und des Aluminiums das Zahnflankenspiel mit steigender Temperatur zu. Die niedrigste Temperatur, bei der das Zahnradgetriebe klemmfrei arbeiten muß, bestimmt somit das Mindestzahnflankenspiel, das bei der Auslegung der Verzahnung zu berücksichtigen ist. Dies ist häufig eine sehr niedrige Starttemperatur der Maschine. Wird die Maschine dann über einen weiten Temperaturbereich betrieben, so stellt sich bei deutlich höherem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuses im Vergleich zum Zahnrad ein erheblich höheres Zahnflankenspiel ein.Become different materials for gears and casing used, so changes this backlash with evenly changing temperature of gear and housing structure. For example, the gears are made of a steel material and the gearbox made of an aluminum material, so takes under the influence of different Coefficient of thermal expansion of the Steel material and aluminum the backlash with increasing Temperature too. The lowest temperature at which the gear transmission is stuck Must work, thus determines the minimum backlash that is required for the design the toothing must be taken into account is. This is often one very low starting temperature of the machine. If the machine is then over a operated wide temperature range, so it turns out clearly higher CTE of the housing compared to the gear a significantly higher backlash.

Sowohl eine dynamische Wechselbeanspruchung, z.B. in Form stoßartiger Belastungen durch Drehschwingungsanregung und wechselnder äußerer Abtriebsmomente, als auch unterschiedliche thermische Dehnungen von Gehäuse und Zahnrädern sind typische Merkmale von Steuertrieben in Verbrennungsmotoren. Aus den genannten, unerwünschten Effekten resultiert das Bestreben, die Flankenspieländerung bei Zahnradgetrieben infolge radialer Lageänderung der Radkörper zueinander im Betrieb, insbesondere durch unterschiedliche thermische Dehnung verschiedener Gehäuse- und Zahnradwerkstoffe bei unterschiedlichen Temperaturen und durch die Radkörperbewegungen innerhalb des Lagerspiels, zu minimieren.Either a dynamic alternating stress, e.g. in the form of jerky Loads due to torsional vibration excitation and changing external output torques, as well as different thermal expansions of the housing and Gears are typical features of timing drives in internal combustion engines. Out the mentioned, undesirable Effects results in the endeavor to change the backlash in gear transmissions as a result of the radial change in position of the wheel bodies relative to one another in operation, in particular due to different thermal expansion different housing and gear materials at different temperatures and through the wheel body movements to minimize within the camp game.

Zahlreiche konstruktive Lösungen zum vollständigen Ausgleich des Zahnflankenspiels und zur Kompensation der Flankenspieländerung in Zahnradgetrieben sind bekannt, u.a.: zwei axial hintereinander angeordnete Zahnradhälften, die tangential, beispielsweise mittels Elastomeren, Federn, oder hydraulischen Aktoren gegeneinander verspannt sind und mit getriebener Flanke und Rückflanke eines Gegenrades gleichzeitig in Kontakt sind; Zahnräder mit leicht kegeliger Verzahnung (Kegelwinkel 1:30 bis 1:10) und axialer Zustellung; Radiale Zustellung eines Zahnrades einer einzelnen Radpaarung; zwei axial hintereinander angeordnete Zahnradstufen, die gegeneinander verspannt sind, so daß jeder Zahnradstufe eine Drehmomentenrichtung zugeordnet werden kann; Zahnradstufen mit in mindestens zwei Lenkern bzw. Kassetten gelagertem Zwischenrad, vgl. z.B. DE 6 14 431 und DE 37 08 149 C1 ; im Zahngrund geschlitzte Radkörper, die durch tangentiale Nachgiebigkeit des einzelnen Zahnes toleranz-, spiel- und elastizitätsbedingte Flankenspieländerungen nahezu klemmfrei abfedern können.Numerous constructive solutions for fully compensating the backlash and compensating for the backlash change in gear transmissions are known, among other things: two axially arranged gear halves that are tangentially braced against one another, for example by means of elastomers, springs, or hydraulic actuators, and with a driven flank and back flank of a counter gear at the same time are in contact; Gears with slightly tapered teeth (taper angle 1:30 to 1:10) and axial infeed; Radial infeed of a gearwheel of a single pair of wheels; two axially successively arranged gear stages, which are braced against each other, so that each gear stage can be assigned a torque direction; Gear stages with an intermediate wheel mounted in at least two handlebars or cassettes, cf. eg DE 6 14 431 and DE 37 08 149 C1 ; Wheel body slotted in the tooth base, which due to the tangential resilience of the individual tooth can cushion changes in backlash caused by tolerance, play and elasticity almost without jamming.

Allerdings ziehen konstruktive Maßnahmen zusätzlichen Bauaufwand nach sich. Zudem ergeben sich durch Anordnung von Zwischenrädern in zusätzlichen Lenkern/Kassetten zusätzliche Verbindungsstellen und Spiele im Kraftfluss. Die Zahl der Lenker und insbesondere der spielbehafteten Lager- und Verbindungsstellen von Lenker zu Gehäuse bzw. Zahnrad und den beiden Lenkern untereinander ist Ursache für die sehr geringe Steifigkeit eines solchen Getriebes.Indeed take additional constructive measures Construction effort after itself. In addition, the arrangement of intermediate gears in additional Handlebars / cassettes additional Junctions and games in the flow of power. The number of handlebars and especially the playful bearings and connection points of Handlebar to housing or gear and the two handlebars with each other is the cause of the very low rigidity of such a transmission.

Bei tangentialer Zustellung zweier Radhälften führen hohe Wechsellastanteile zur deutlichen Erhöhung der gesamten Baubreite, da beide Zahnradhälften näherungsweise gleiches Moment übertragen müssen, was bei kritischen Bauraumsituationen nicht realisiert werden kann. Ein vollständiger Ausgleich ist nur bei Endrädern, nicht jedoch bei Zwischenrädern möglich. Bei axialer Zustellung ist ebenfalls erhöhter Bauraum durch den axialen Verschiebeweg und den Zustellmechanismus notwendig. Die radiale Zustellung eines Zahnrades eignet sich nur für ein Endrad und erfordert auch die radiale Beweglichkeit der Welle (Achsabstandsänderung).In the case of tangential infeed of two wheel halves, high alternating load portions lead to a significant increase in the overall width, since both gear wheel halves have to transmit approximately the same torque, which is the case in critical installation space situations can not be realized. A complete compensation is only possible with end wheels, not with intermediate wheels. With axial infeed, increased installation space is also necessary due to the axial displacement path and the infeed mechanism. The radial infeed of a gear is only suitable for one end wheel and also requires the shaft to be moved radially (change in center distance).

In der DE 39 06 639 A1 ist ein zwischen allen Zähnen im Zahnfuß geschlitzter Zahnradkörper beschrieben, der durch die Elastizität der einzelnen Zähne in tangentialer Richtung die toleranz-, spiel- und elastizitätsbedingte Änderung der Zahneingriffsbedingung nahezu klemmfrei abfedern kann. Der Ausgleich des Zahnflankenspieles ist aber bei größeren Achsabstandsänderungen mit deutlicher Zunahme der Normalkräfte auf die Zahnflanke verbunden. Es sind nur geringe Drehmomente übertragbar.In the DE 39 06 639 A1 describes a gear body slotted between all teeth in the tooth base, which due to the elasticity of the individual teeth in the tangential direction can cushion the tolerance, play and elasticity-related change in the tooth engagement condition almost without jamming. The compensation of the tooth flank play is associated with a significant increase in the normal forces on the tooth flank in the case of larger changes in the center distance. Only low torques can be transmitted.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem der Einfluss radialer Lageänderung der Radkörper relativ zueinander auf das Zahnflankenspiel minimiert wird, ohne den konstruktiven Aufwand zu erhöhen.The The invention is therefore based on the object of a gear transmission according to the preamble of claim 1, in which the influence is radial change of position the wheel center relative to each other is minimized on the backlash without the increase constructive effort.

Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.This Task becomes according to the characteristics of the characteristic part of claim 1 solved.

Hierdurch wird ein Zahnradgetriebe geschaffen, bei dem zwei ineinander eingreifende verzahnte Radkörper, die im Betrieb einer dynamischen Wechselbeanspruchung und einer radialen Lageänderung unterworfen sind, einen Betriebseingriffswinkel kleiner als 14° aufweisen.hereby a gear transmission is created in which two intermeshing toothed wheel center, that in the operation of a dynamic alternating stress and a radial change in position are, have an operating pressure angle less than 14 °.

Der kleine Betriebseingriffswinkel minimiert dabei den Einfluß radialer Lageänderung der Radkörper relativ zueinander auf das Zahnflankenspiel. Die radiale Lageänderung der Radkörper kann dabei funktionell beabsichtigt, schwingungsdynamisch, toleranz- und/oder lagerspiel-, insbesondere aber auch thermisch bedingt sein, wenn Gehäusewerkstoff und Zahnradwerkstoff unterschiedliche thermische Längenausdehnungskoeffizienten haben. Der konstruktive Aufwand ist gering, da lediglich das Zahnprofil entsprechend ausgebildet wird.The small operating pressure angle minimizes the influence of radial change of position the wheel center relative to each other on the backlash. The radial change of position the wheel center can be functionally intended, vibrationally dynamic, tolerant and / or due to bearing play, but in particular also due to heat, if housing material and gear material different thermal expansion coefficients to have. The design effort is low because only the tooth profile is trained accordingly.

Besonders effektiv wirkt das Zahnradgetriebe einem Hämmern in einem Verbrennungsmotor entgegen, der Materialien mit verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten umfaßt, die aufgrund des großen Temperaturbereichs von typischerweise –40 bis +140°C zu einer großen radialen Lageänderung der Radkörper führen.Especially the gear mechanism effectively counteracts hammering in an internal combustion engine, of materials with different coefficients of thermal expansion comprises the because of the big one Temperature range from typically -40 to + 140 ° C to one huge radial change of position the wheel center to lead.

Ferner wird eine Verwendung des Zahnradgetriebes in Steuerrädertrieben in Verbrennungsmotoren geschaffen.Further becomes a use of the gear transmission in timing gear drives created in internal combustion engines.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further Embodiments of the invention are the following description and the dependent claims refer to.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildun gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Invention is illustrated below with reference to the accompanying figures gene illustrated embodiments explained in more detail.

1 zeigt zwei ineinandergreifende verzahnte Radkörper. 1 shows two interlocking toothed wheel bodies.

2 zeigt den Stirn- und den Betriebseingriffswinkel einer Verzahnung. 2 shows the face and operating pressure angle of a toothing.

3 zeigt Verdrehflankenspiele zweier Zahnradpaarungen aus Stahl in einem Al-Gehäuse mit Einzelanteilen. 3 shows backlash of two gear pairs made of steel in an aluminum housing with individual parts.

4a, 4b und 4c zeigen jeweils einen Abschnitt einer ineinandergreifenden Verzahnung zweier Radkörper mit verschiedenen Betriebseingriffswinkeln. 4a . 4b and 4c each show a portion of an interlocking toothing of two wheel bodies with different operating pressure angles.

Der in 1 teilweise gezeigte Radkörper 1 eines gegebenenfalls mehrstufigen und zweckmäßigerweise in einem Gehäuse gelagerten Getriebes, insbesondere eines Steuergetriebes für einen Verbrennungsmotor, greift mit seiner Verzahnung 2 unter einem Betriebseingriffswinkel

Figure 00050001
in die Verzahnung 3 eines beabstandeten Radkörpers 4 ein. Dargestellt sind ferner der Grundkreisdurchmesser db, der Fußnutzkreisdurchmesser dNf, die Wälzkreistangente 5 sowie die Betriebseingriffslinie 6.The in 1 wheel body partially shown 1 an optionally multi-stage gearbox, which is expediently mounted in a housing, in particular a control gearbox for an internal combustion engine, engages with its toothing 2 at an operating pressure angle
Figure 00050001
in the gearing 3 a spaced wheel body 4 on. Also shown are the base circle diameter d b , the root circle diameter d Nf , the pitch circle tangent 5 as well as the operational intervention line 6 ,

Der Betriebseingriffswinkel

Figure 00060001
entspricht dabei wie in 2 dargestellt einem Abstand
Figure 00060002
der beiden Radkörper 1, 4 bei einer Temperatur
Figure 00060003
, der einen Versatz gegenüber dem Abstand αd der Nennverzahnung aufweist. Durch die Verschiebung der Grundkreise rb1 und rb2 ergibt sich zudem eine Abweichung der Betriebseingriffsline 6 von der Stirneingriffslinie 7.The operating pressure angle
Figure 00060001
corresponds as in 2 represented a distance
Figure 00060002
of the two wheel centers 1 . 4 at a temperature
Figure 00060003
, which has an offset from the distance α d of the nominal toothing. The displacement of the basic circles r b1 and r b2 also results in a deviation of the operational intervention line 6 from the forehead line of intervention 7 ,

Der Achsabstand der Radkörper 1, 4 und die Form der Verzahnungen 2, 3 bestimmen ein Nennzahnflankenspiel. Bedingt durch die herstellungs- und montagebedingten Toleranzen betreffend den Achsabstand, die Verzahnung und andere Bauteile des Getriebes, durch die Lagerspiele und die unterschiedliche thermische Dehnung der Radkörper und gegebenenfalls des Gehäuses kann sich im Betrieb ein anderes Zahnflankenspiel einstellen, was ein Hämmern des Getriebes hervorrufen kann.The wheelbase center distance 1 . 4 and the shape of the gears 2 . 3 determine a nominal backlash. Due to the manufacturing and assembly-related tolerances regarding the center distance, the toothing and other components of the gearbox, the bearing play and the different thermal expansion of the wheel body and possibly the housing, a different backlash can occur during operation, which can cause the gearbox to hammer ,

Das minimale und maximale Verdrehflankenspiel jtmin, jtmax der Verzahnung 2, 3 ist gemäß DIN 3967 unter Berücksichtigung der Einzelanteile berechenbar. Die Einzelanteile sind dabei die Abstandstoleranz im Gehäuse Δja, die Verzahnungstoleranzen ΔjF, die Bauteiltoleranzen ΔjB, die Lagerspiele ΔjS sowie die unterschiedliche thermische Dehnung von Radkörper und Gehäuse

Figure 00060004
.The minimum and maximum backlash j tmin , j tmax of the toothing 2 . 3 can be calculated according to DIN 3967 taking into account the individual parts. The individual components are the distance tolerance in the housing Δj a , the toothing tolerances Δj F , the component tolerances Δj B , the bearing clearances Δj S and the different thermal expansion of the wheel body and housing
Figure 00060004
,

Der Einfluß dieser verschiedenen Einzelanteile auf das maximale Verdrehflankenspiel jtmax ist in 3 für zwei Zahnradpaarungen mit unterschiedlichem Betriebseingriffswinkel

Figure 00060005
als Funktion der Betriebstemperatur dargestellt, wobei beim Summenzeichen die Einzelanteile beider Zahnräder addiert sind. Die Zahnradpaarungen bestehen dabei aus Stahl, weisen identische Grunddaten (Achsabstand, Modul, Zähnezahl) auf und sind in einem Aluminiumgehäuse gelagert. Das obere Zahndickenabmaß Aste wurde jeweils so gewählt, dass das kleinste Verdrehflankenspiel jtmin gerade zu Null wird.The influence of these various individual components on the maximum backlash j tmax is in 3 for two gear pairs with different operating pressure angle
Figure 00060005
shown as a function of the operating temperature, with the sum of the individual parts of both gears added. The gear pairs are made of steel, have identical basic data (center distance, module, number of teeth) and are mounted in an aluminum housing. The upper tooth thickness dimension A ste was chosen so that the smallest torsional backlash j tmin just becomes zero.

Ersichtlich den größten Einfluss auf das maximale Verdrehflankenspiel jtmax hat bei den dargestellten Temperaturgrenzwerten im Steuertrieb eines Verbrennungsmotors von –40°C bis +140°C in beiden Fällen der 3 die unterschiedliche thermische Dehnung

Figure 00070001
des Radkörper aus Stahl und des Aluminiumgehäuses.Obviously, the greatest influence on the maximum torsional backlash j tmax has in the case of the temperature limit values shown in the timing drive of an internal combustion engine of -40 ° C to + 140 ° C in both cases 3 the different thermal expansion
Figure 00070001
of the steel wheel center and the aluminum housing.

Durch Auslegung eines kleinen Betriebseingriffswinkels

Figure 00070002
ist das maximale Verdrehflankenspiel jtmax verringerbar. So ergibt sich für einen Betriebseingriffswinkel
Figure 00070003
= 10° ein maximales Verdrehflankenspiel jtmax, das nur etwa halb so groß ist wie das maximale Verdrehflankenspiel jtmax für einen Betriebseingriffswinkel
Figure 00070004
= 20°, vgl. den oberen bzw. unteren Teil der 3. Bei einer unter Normalbedingungen auftretenden Temperatur im Steuerbereich eines Motors von etwa 90°C bis etwa 100°C ist das Verdrehflankenspiel jtmax bei
Figure 00070005
= 10° damit kaum größer als das Verdrehflankenspiel jtmax * bei
Figure 00070006
= 20° ohne thermischen Dehnungseinfluß.By designing a small operating pressure angle
Figure 00070002
the maximum torsional backlash j tmax can be reduced. This results in an operating pressure angle
Figure 00070003
= 10 ° a maximum torsional backlash j tmax , which is only about half as large as the maximum torsional backlash j tmax for an operating pressure angle
Figure 00070004
= 20 °, cf. the upper or lower part of the 3 , At a temperature in the control range of an engine that occurs under normal conditions of approximately 90 ° C. to approximately 100 ° C., the torsional backlash j tmax is at
Figure 00070005
= 10 ° thus hardly larger than the torsional backlash j tmax * at
Figure 00070006
= 20 ° without the influence of thermal expansion.

Der Betriebseingriffswinkel

Figure 00070007
ist daher kleiner als 14°, vorzugsweise kleiner als 11° und gegebenenfalls kleiner als 8°.The operating pressure angle
Figure 00070007
is therefore less than 14 °, preferably less than 11 ° and possibly less than 8 °.

Die in 4a, 4b und 4c dargestellten Zahnprofile von Radpaarungen unterschiedlicher Betriebseingriffswinkel

Figure 00070008
= 20°, 15° bzw. 10° sind durch Abwälzsimulation eines Verzahnwerkzeuges mit verschiedenen Profilwinkeln erzeugt und basieren auf einer Hochverzahnung mit einer identischen Profilüberdeckung von εα = 2,0 und identischen Grunddaten.In the 4a . 4b and 4c shown tooth profiles of wheel pairs of different operating pressure angles
Figure 00070008
= 20 °, 15 ° or 10 ° are generated by a gear hobbing simulation with different profile angles and are based on a high toothing with an identical profile coverage of ε α = 2.0 and identical basic data.

Mit abnehmendem Betriebseingriffswinkel

Figure 00070009
rücken der Grundkreis, also der Beginn des evolventischen Teils, und der Wälzkreis näher zusammen. Dadurch nimmt die nutzbare Höhe des Zahnprofils zwischen dem Fußnutzkreisdurchmesser dNf und dem Kopfkreisdurchmesser ab. Um die nutzbare Flankenhöhe nicht durch Hinterschneidung im Fußbereich weiter zu verringern und die Profilüberdeckung konstant zu halten, kann bei kleinen Betriebseingriffswinkeln auf eine Fertigung ohne Protuberanzwerkzeuge übergegangen werden, vgl. 4c, beispielsweise durch Schaben/Nitrieren oder ein komplettes Schleifen des Zahnprofils einschließlich des Zahngrunds. In letzterem Fall muss die verminderte Zahnfußtragfähigkeit, i. A. die Tragfähigkeit des ungehärteten Grundwerkstoffs, infolge der abgetragenen Härteschicht berücksichtigt werden.With decreasing operating pressure angle
Figure 00070009
move the base circle, i.e. the beginning of the involute part, and the pitch circle closer together. As a result, the usable height of the tooth profile between the root effective circle diameter d Nf and the tip circle diameter decreases. In order not to further reduce the usable flank height by undercutting in the foot area and to keep the profile overlap constant, it is possible to switch to production without protuberance tools at small operating pressure angles, cf. 4c , for example by scraping / nitriding or a complete grinding of the tooth profile including the tooth base. In the latter case, the reduced tooth load bearing capacity, i. A. The load-bearing capacity of the unhardened base material, due to the removed hardening layer, must be taken into account.

Der Betriebseingriffswinkel

Figure 00080001
ist daher vorzugsweise größer als 3° und gegebenenfalls größer als 5°.The operating pressure angle
Figure 00080001
is therefore preferably greater than 3 ° and possibly greater than 5 °.

Claims (8)

Zahnradgetriebe, bei dem zwei mit einem vorbestimmten Zahnflankenspiel ineinandergreifende verzahnte Radkörper (1, 4) im Betrieb einer Lageänderung quer zu ihrer Drehachse und einer dynamischen Wechselbeanspruchung unterworfen sind, die das Zahnflankenspiel verändern, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebseingriffswinkel (
Figure 00090001
) der Verzahnung (2, 3) zum Minimieren des Lageänderungseinflusses auf das Zahnflankenspiel kleiner als 14° ist.
Gear transmission, in which two toothed wheel bodies intermeshing with a predetermined backlash ( 1 . 4 ) are subjected to a change in position transversely to their axis of rotation and a dynamic alternating stress during operation, which change the backlash, characterized in that the operating pressure angle (
Figure 00090001
) the gearing ( 2 . 3 ) is less than 14 ° to minimize the influence of the position change on the backlash.
Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebseingriffswinkel (
Figure 00090002
) kleiner als 11° ist.
Gear transmission according to claim 1, characterized in that the operating pressure angle (
Figure 00090002
) is less than 11 °.
Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebseingriffswinkel (
Figure 00090003
) kleiner als 8° oder kleiner 5° ist.
Gear transmission according to claim 1, characterized in that the operating pressure angle (
Figure 00090003
) is less than 8 ° or less than 5 °.
Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebseingriffswinkel (
Figure 00090004
) größer als 3° ist.
Gear transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that the operating pressure angle (
Figure 00090004
) is greater than 3 °.
Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebseingriffswinkel (
Figure 00090005
) größer als 5° ist.
Gear transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that the operating pressure angle (
Figure 00090005
) is greater than 5 °.
Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, in dem die Radkörper (1, 4) gelagert sind, und das Gehäuse und die Radkörper (1, 4) verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten haben.Gear transmission according to one of claims 1 to 5, characterized in that a housing is provided in which the wheel body ( 1 . 4 ) are stored, and the housing and the wheel center ( 1 . 4 ) have different coefficients of thermal expansion. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es Teil eines Verbrennungsmotors ist.Gear transmission according to one of claims 1 to 6, characterized in that it Is part of an internal combustion engine. Verwendung eines Zahnradgetriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in Steuerrädertrieben in Verbrennungsmotoren.Use of a gear transmission according to egg nem of claims 1 to 7 in steering wheel drives in internal combustion engines.
DE2003125701 2003-06-06 2003-06-06 Toothed wheel transmission has interengaging cogged wheels wherein operating engagement angle of teeth is less than fourteen degrees Ceased DE10325701A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003125701 DE10325701A1 (en) 2003-06-06 2003-06-06 Toothed wheel transmission has interengaging cogged wheels wherein operating engagement angle of teeth is less than fourteen degrees

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003125701 DE10325701A1 (en) 2003-06-06 2003-06-06 Toothed wheel transmission has interengaging cogged wheels wherein operating engagement angle of teeth is less than fourteen degrees

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10325701A1 true DE10325701A1 (en) 2004-12-30

Family

ID=33482636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2003125701 Ceased DE10325701A1 (en) 2003-06-06 2003-06-06 Toothed wheel transmission has interengaging cogged wheels wherein operating engagement angle of teeth is less than fourteen degrees

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10325701A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009055214A1 (en) 2009-12-22 2011-06-30 FEV Motorentechnik GmbH, 52078 Device for adjusting tooth flank clearance of gear drive that is utilized for transmission of power in internal combustion engine, has fastening units with centering axis extended eccentric to rotational axis of intermediate gear wheel
US9027367B2 (en) 2011-02-07 2015-05-12 Southern Weaving Company Knitted velcro sleeve

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009055214A1 (en) 2009-12-22 2011-06-30 FEV Motorentechnik GmbH, 52078 Device for adjusting tooth flank clearance of gear drive that is utilized for transmission of power in internal combustion engine, has fastening units with centering axis extended eccentric to rotational axis of intermediate gear wheel
DE102009055214B4 (en) * 2009-12-22 2016-03-17 Fev Gmbh Tooth clearance adjustment with gears
US9027367B2 (en) 2011-02-07 2015-05-12 Southern Weaving Company Knitted velcro sleeve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2938906B1 (en) Divided toothed wheel
EP1715143B1 (en) Camshaft phasing device for an internal combustion engine
EP2189549A1 (en) Gear wheel and balancing shaft for a displacement engine
DE3934377A1 (en) ANTI-RAPPING DEVICE FOR A GEARBOX
EP2495473A1 (en) Adaptive gearbox
EP3483478B1 (en) Gear wheel drive
DE10302192B4 (en) Planetary gear with a compensating coupling
EP2676010B1 (en) Three-shaft adjustment mechanism with altered mass distribution and method for producing a shaft generator
EP1723352B1 (en) Engine auxiliary drive for a motor vehicle with a toothed-gear drive
EP3169913B1 (en) Harmonic drive with dry run
EP3452741B1 (en) Transmission comprising a pump mechanically driven on a ring gear of the transmission
DE10325701A1 (en) Toothed wheel transmission has interengaging cogged wheels wherein operating engagement angle of teeth is less than fourteen degrees
DE102010009389A1 (en) Assembly for torque transmission
EP3686462A1 (en) Toothed wheel for use in a gear transmission, gear pairing of a gear transmission and gear transmission with such a gear pairing
DE102021114625B4 (en) Setting gear and method for assembling a setting gear of an electromechanical camshaft adjuster
DE102020129738B4 (en) Wave gear, method for producing a wave gear and internal combustion engine with camshaft adjusters having a wave gear
DE102010004579A1 (en) Valve train for operation of valves of four cylinders of combustion engine, has camshaft with carriers having rotary driving units at front ends, respectively, where driving units of adjacent carriers are engaged in axially movable manner
DE4417959C2 (en) Device for changing the timing of an internal combustion engine
EP4331861B1 (en) Wheel bearing unit for a motor vehicle, and motor vehicle
DE102004058177B4 (en) gear
DE4329404B4 (en) Two-piece gear wheel to reduce meshing noise
DE10306935A1 (en) Gear drive for motor vehicle internal combustion engine compensation shaft has temperature compensating element between gear bearing and drive housing
WO2005054699A1 (en) Component of a shaft-hub joint
WO2009012841A1 (en) Method for the production of a transmission and transmission line
EP4686546A1 (en) Extruder screw

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection