DE19581912C2

DE19581912C2 - Vorrichtung zur Untersuchung eines Zahnrades

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Publication number: DE19581912C2
Application number: DE19581912T
Authority: DE
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2015-08-03
Also published as: KR100225314B1; WO1996016315A1; KR970707425A; EP0801730B1; US5513442A; EP0801730A4; EP0801730A1; AU3209195A; DE19581912T1; CA2205303A1; CA2205303C

Description

Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein ein Meß- oder Prüfzahnrad zum Messen oder Untersuchen eines Zahnprofils, einer Zahnteilung und einer Zahndicke in einem Testzahnrad mit einem Zahnrad-Meßgerät mit parallelen Achsen.

Hintergrund der Erfindung

In der Vergangenheit wurden mit Zahnrad-Meßgeräten mit parallelen Achsen die Parameter eines Testzahnrades dadurch gemessen, daß eine Änderung des zentralen Abstandes zwischen den Drehachsen des Testzahnrades und einem Meßzahnrad erfaßt wurde, wobei die Änderung des zentralen Abstandes mit einer mechanischen Lehre (Eichmaß) überwacht wurde. Die Änderung des zentralen Abstands bildet jedoch ein zusammengesetztes Signal, das sich aus zahlreichen Parametern des Testzahnrades ergibt und nur einen begrenzten Wert hat. Das zusammengesetzte Signal resultiert aus einem Eingriff von mehr als einem Zahn des Testzahnrades mit dem Meßzahnrad, wobei die Änderung des zentralen Abstandes ein Ergebnis der gleichzeitigen Messung der Komponenten von mehreren Zähnen des Testzahnrades darstellt.

Aus US 4,831,872 ist ein Meßzahnrad zum Messen eines Zahnprofils eines zu prüfenden Zahnrades bekannt, bei dem mehrere benachbarte Zähne, die durch einen Zahnabstand voneinander getrennt sind. Das Kontaktverhältnis der Zähne ist dabei größer als 1, wenn Meß- und Arbeitszahnrad messend kämmen.

US 2,726,455 beschreibt ein geradverzahntes Meßrad zum Messen eines Arbeitszahnrades mit einem Zahnradmeßgerät, das parallele Achsen aufweist.

Aus US 4,488,359 ist ein Zahnradmeßgerät mit parallelen Achsen für schrägverzahnte Zahnräder bekannt.

Es ist auch vorgeschlagen worden, die Änderung des zentralen Abstandes in ein elektrisches Signal umzuwandeln, wobei die Komponenten des elektrischen Signals durch elektronische Filterung des Signals über verschiedene Frequenzbereiche in einzelne Komponentensignale zerlegt werden. Die elektrischen Komponentensignale korrespondieren mit verschiedenen Parametern des Testzahnrades, so daß genauere Meßwerte über das Testzahnrad ermittelt werden können. Die elektrischen Komponentensignale beinhalten z. B. Meßwerte über Führungsfehler, Einkerbungen, Zahnradgröße, Schlag, Bohrlochgröße, Fehler der Winkelgeschwindigkeit und Rechteckigkeit der Zahnflächen. Die durch elektronische Filterung übermittelten Parameter haben jedoch nur eine begrenzte Genauigkeit und erfordern kostspielige elektronische Einrichtungen. Mit den oben erläuterten automatischen Zahnrad- Meßgeräten können darüber hinaus keine Informationen über die Zahnprofile gewonnen werden, die im allgemeinen mit Zeit- und kostenaufwendigen analytischen Verfahren gemessen wurden.

Angesichts dieser Probleme besteht ein Bedürfnis nach einer Weiterentwicklung der Meßzahnräder zum Prüfen von Arbeitszahnrädern bedarf, insbesondere für ein Prüfzahnrad, mit dem Zahnradparameter einschließlich der Zahnprofile schnell und wirtschaftlich gemessen werden können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neues Meßzahnrad zum Messen eines Testzahnrades in einem Zahnrad-Meßgerät mit parallelen Achsen zu schaffen.

Ferner soll mit der Erfindung ein neues Meßzahnrad bereitgestellt werden, mit dem das Zahnprofil, die Zahnteilung und die Zahndicke eines Testzahnrades gemessen werden kann.

Weiterhin soll ein neues Meßzahnrad bereitgestellt werden, mit dem eine schnelle und wirtschaftliche Messung eines Testzahnrades möglich ist, wobei die Parameter des Testzahnrades entweder für jeden Zahn oder gemittelt gemessen werden können.

Ferner soll mit der Erfindung ein neues Meßzahnrad bereitgestellt werden, das während der Messung des Zahnprofils und der Zahndicke eines Testzahnrades nur einen einzelnen Zahn des Testzahnrades berührt, so daß die Messung nicht durch eine Berührung zwischen anderen Zähnen des Testzahnrades und des Meßzahnrades beeinflußt wird.

Ferner soll mit der Erfindung ein neues Meßzahnrad bereitgestellt werden, das nur zwei Zähne eines Testzahnrades berührt, um einen kontinuierlichen und gleichförmigen Übergang des Eingriffs einzelner Zähne zur Messung des Zahnprofils zu ermöglichen, wobei während des Übergangs die Zahnteilung gemessen wird.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein Meßzahnrad geschaffen werden, das einen querverlaufenden Eingriffswinkel aufweist, der abhängig ist von einem stirnseitig wirkenden Eingriffswinkel an einem äußeren Durchmesser eines Testzahnrades, einem stirnseitigen Eingriffswinkel an einem Formdurchmesser des Testzahnrades, einem stirnseitigen Eingriffswinkel an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, einer Zahndicke in Querrichtung an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, sowie einem Teilungsmesser des Testzahnrades.

Weiterhin soll mit der Erfindung ein neues Meßzahnrad mit Schrägverzahnung zum Messen eines Testzahnrades mit Schrägverzahnung geschaffen werden, wobei das Meßzahnrad eine minimale Breite und einen Zahnabstand aufweist, die/der von einem Zahn-Kontaktverhältnis abhängt.

Schließlich soll mit der Erfindung auch ein neues Meßzahnrad mit Stirnverzahnung zum Messen eines Arbeitszahnrades mit einer Stirnverzahnung geschaffen werden.

Die Erfindung ist demzufolge auf ein neues Meß- oder Prüfzahnrad gerichtet, mit dem in einem Zahnrad-Meßgerät mit parallelen Achsen dss Zahnprofil, die Zahnteilung und die Zahndicke eines Testzahnrades gemessen werden kann. Das Meßzahnrad umfaßt mehrere benachbarte Zähne, die voneinander durch einen Zahnabstand getrennt sind, der sich in Form einer sich wiederholenden Sequenz von Abständen verändert, wobei das Meßzahnrad während der Messung des Zahnprofils und der Zahndicke des Testzahnrades nur einen einzelnen Zahn des Testzahnrades berührt. Das Meßzahnrad berührt während eines Übergangs zwischen der Messung des Zahnprofils an Zähnen des Testzahnrades nur jeweils zwei Zähne dieses Zahnrades, wobei während des Übergangs die Zahnteilung gemessen wird. Das Meßzahnrad weist einen stirnseitigen Eingriffswinkel auf, der abhängig ist von einem stirnseitigen Eingriffswinkel an einem äußeren Durchmesser des Testzahnrades, einem stirnseitigen Eingriffswinkel an einem Formdurchmesser des Testzahnrades, einem stirnseitigen Eingriffswinkel an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, einer Zahndicke in Stirnrichtung an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, sowie einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades. Bei einer Ausführungsform weist das Meßzahnrad schrägstehende Zähne mit einem Zahnabstand auf, der von einem Kontaktverhältnis des Testzahnrades abhängig ist. Die Breite des Meßzahnrades mit schrägstehenden Zähnen ist abhängig von einem evolventen Kontaktverhältnis des Testzahnrades, der Anzahl von Zähnen in dem Testzahnrad, einer normalen diametralen Teilung, einem Steigungswinkel des Testzahnrades, sowie einem Faktor zur Kompensation von Reibungsverschleiß an dem Meßzahnrad. Bei einer anderen Ausführungsform weist das Meßzahnrad Stirnzähne zur Messung eines Testzahnrades mit Stirnzähnen auf. Das mit Stirnzähnen versehene Meßzahnrad ist ferner durch Parameter definiert, die einen Druckwinkel eines imaginären äußeren Durchmessers des Testzahnrades und einen Eingriffswinkel eines imaginären Formdurchmessers des Testzahnrades betreffen. Die zusätzlichen Parameter sind abhängig von einem Evolventen-Kontaktverhältnis des Testzahnrades, einem Eingriffswinkel an einem äußeren Durchmesser eines Testzahnrades, einem Eingriffswinkel an einem Formdurchmesser des Testzahnrades, einem von dem Testzahnrad erzeugten Eingriffswinkel, einer Anzahl von Zähnen an dem Testzahnrad, einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, einer Zahndicke an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, einem Eingriffswinkel an einem imaginären äußeren Durchmesser des Testzahnrades und einem Eingriffswinkel an einem imaginären Formdurchmesser des Testzahnrades.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Es zeigt:

Fig. 1 ein Zahnrad-Meßgerät mit parallelen Achsen sowie einem erfindungsgemäßen Prüfzahnrad,

Fig. 2a einen Teilquerschnitt einer unendlich dünnen Ebene entlang der Linie II-II durch ein schrägverzahntes Prüfzahnrad und ein schrägverzahntes Testzahnrad gemäß Fig. 1,

Fig. 2b einen weiteren Teilquerschnitt entlang der Linie II-II durch ein schrägverzahntes Prüfzahnrad und ein schrägverzahntes Testzahnrad gemäß Fig. 1, wobei das schrägverzahnte Testzahnrad und das schrägverzahnte Prüfzahnrad um ein Winkelintervall relativ zu der Ausrichtung in Fig. 2a weitergedreht wurden,

Fig. 3 eine beispielhafte graphische Darstellung der Veränderung des zentralen Abstandes CD gegenüber einer Änderung der Winkelposition des Testzahnrades 200 innerhalb eines Winkelintervalls,

Fig. 4a einen Teilquerschnitt einer unendlich dünnen Ebene entlang der Linie II-II durch ein stirnverzahntes Prüfzahnrad und ein stirnverzahntes Testzahnrad gemäß Fig. 1 und

Fig. 4b einen weiteren Teilquerschnitt entlang der Linie II-II durch das stirnverzahnte Prüfzahnrad und das stirnverzahnte Testzahnrad gemäß Fig. 1, wobei das stirnverzahnte Testzahnrad und das stirnverzahnte Prüfzahnrad relativ zu der Ausrichtung in Fig. 4a über ein Winkelintervall weitergedreht wurden.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein Zahnrad-Meßgerät 10 mit parallelen Achsen, das allgemeinen ein Prüf- oder Meßzahnrad 100 zum Messen der Parameter eines Arbeitszahnrades 200 aufweist. Das Arbeitszahnrad 200 ist mit bekannten Mitteln mit einem Servomotor 30 verbunden und um eine feste Achse 20 drehbar. Das Prüfzahnrad 100 ist an einem Arm 50 montiert und um eine Achse 40 drehbar, die im wesentlichen parallel zu der Achse 20 verläuft. Der Arm 50 ist entlang eines Radials T des Prüfzahnrades 100 quer zu der Achse 30 beweglich. Ein Wandler 60 dient zur Erfassung der mechanischen Bewegung des Arms 50, die einer Veränderung des zentralen Abstandes CD zwischen den Achsen 20 und 40 des Arbeitszahnrades 200 bzw. des Prüfzahnrades 100 entspricht. Der Wandler 60 ist z. B. ein linearer differentialer Übertrager und wandelt die mechanische Bewegung des Arms 50 in ein elektrisches Ausgangssignal um, das proportional zu der Änderung von CD in Relation zu einer Änderung der Winkelposition des Testzahnrades ist. Bei einer Ausführungsform wird das elektrische Ausgangssignal mit einem Verstärker verstärkt. Das elektrische Ausgangssignal kann vor oder nach Verstärkung auch mit einem Filter gefiltert werden. Das elektrische Ausgangssignal wird als Basis zur Erzeugung eines graphischen Abbildes der Veränderung von CD gegenüber einer Änderung der Winkelposition mit einem Zeichengerät 80 oder einem Bildschirm 90 verwendet. Das elektrische Ausgangssignal kann auch mit einem A/V-Wandler digitalisiert und in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert und später transformiert, gefiltert oder auf andere Weise mit einem Computer verarbeitet werden.

Bei einer Ausführungsform ist das Prüfzahnrad 100 so konfiguriert, daß es ein Testzahnrad 200 mit Schrägverzahnung prüfen kann, wobei es ein Kontaktverhältnis von zwei oder weniger aufweist. Die Fig. 2a und 2b zeigen Teilquerschnitte in Form einer unendlich dünnen Ebene entlang der Linie II-II in Fig. 1, wobei die Abstände S₂, S₃, S₄ und S₅ zwischen den Zähnen M₁, M₂, M₃ bzw. M₄ des Prüfzahnrades gemäß einer sich wiederholenden Sequenz schwanken, in der jeder zweite Zahnabstand im Vergleich zu dem ersten Zahnabstand klein ist. Insbesondere ist der Abstand S₂ zwischen dem Zahn M₁ und M₂ größer als der Abstand S₃ zwischen dem Zahn M₂ und M₃, wobei der Abstand S₂ gleich dem Abstand S₄, S₆ usw. und der Abstand S₁ gleich dem Abstand S₃, S₄ usw. ist.

Im Betrieb werden mit dem Prüfzahnrad 100 mehrere Parameter des Testzahnrades 200 gemessen, und zwar einschließlich des Zahnprofils oder der Evolvente, der Zahndicke und der Zahnteilung. Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung der Veränderung des zentralen Abstandes CD gegenüber der Winkeldrehung des Testzahnrades 200. Während der Messung des Zahnprofils des Testzahnrades greifen die zwei Zähne des Prüfzahnrades 100 nur mit einem Zahn des Testzahnrades 200 ein, so daß sichergestellt ist, daß die Messung des Zahnprofils nicht durch einen Kontakt zwischen irgendwelchen Zähnen des Prüfzahnrades und des Testzahnrades beeinflußt wird. In Fig. 2a wird mit den Zähnen M₂ und M₃ des Prüfzahnrades 100 das Zahnprofil des Zahns 3 des Testzahnrades 200 gemessen. Während der Messung des Zahnprofils sind nur zwei Berührungspunkte P₁ und P₂ zwischen den Zähnen des Prüfzahnrades und dem Zahn des Testzahnrades vorhanden. Die Messung des Zahnprofils beginnt dann, wenn sich der Berührungspunkt P₁ an einem spezifizierten Punkt A an einer ersten Seitenfläche oder Flanke des Zahns und der zweite Berührungspunkt P₂ an einem Punkt B an einer gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche des gemessenen Zahns befindet. Während der Durchführung der Messung bewegen sich die Berührungspunkte P₁ und P₂ an den entsprechenden Flanken des Zahns nach oben und nach unten. Die Zahnprofilmessung ist abgeschlossen, wenn sich der Berührungspunkt P₁ ab einem Punkt A' an der ersten Flanke und der Berührungspunkt P₂ an einem Punkt B' an der zweiten Flanke befindet. Die Punkte A und B' sind durch die Spezifikation bei der Herstellung bestimmt und liegen immer symmetrisch an gegenüberliegenden Flanken des Zahns. Diese Stellen können jedoch in Abhängigkeit von der Getriebeanwendung überall an der Zahnflanke liegen. Der Punkte A' und B liegen hingegen an dem äußeren Durchmesser des Zahns.

Fig. 2b zeigt die relative Lage des Prüfzahnrades 100 zum Testzahnrad 200 zum Abschluß der Profilmessung an dem Zahn 3 und zu Beginn der Profilmessung an dem Zahn 5. Während des Übergangs berührt das Prüfzahnrad 100 zwei Zähne des Testzahnrades 200 (in diesem Beispiel die Zähne 3 und 5) an vier Berührungspunkten. Die Flanke des Zahns M₂ berührt den äußeren Durchmesser des Zahns 3 in dem Punkt A', während der äußere Durchmesser des Zahns M₃ die zweite Flanke des Zahns 3 berührt. Ferner berührt der äußere Durchmesser des Zahns M₄ die erste Flanke des Zahns 5 und die Flanke des Zahns M₅ den äußeren Durchmesser des Zahns 5 an dem Punkt B. Wenn das Testzahnrad in Ordnung ist, wird der Zahn M₃ den Zahn 3 am Punkt B' und der Zahn M₄ den Zahn 5 am Punkt A berühren. Durch die vier Kontaktpunkte wird ein kontinuierlicher Eingriff zwischen dem Prüfzahnrad und dem Testzahnrad sowie ein allmählicher Übergang von dem einzelnen Eingriff und der Messung des Zahns 3 zu dem einzelnen Eingriff und der Messung des Zahns 5 sichergestellt. Die vier Kontaktpunkte existieren jedoch nur während des Übergangs, der in einem Winkelintervall auftritt, während dem Unregelmäßigkeiten der Zahnteilung zur Veränderungen des CD gemäß nachfolgender Erläuterungen führen. Bei der beispielhaften Ausführungsform gemäß Fig. 2, in der das Kontaktverhältnis zwischen dem Prüfzahnrad und dem Testzahnrad den Wert zwei oder weniger aufweist, greift das Prüfzahnrad nur mit jedem zweiten Zahn des Testzahnrades ein. In diesem Beispiel sind dies die mit ungeraden Zahlen numerierten Zähne 1, 3, 5 usw.. Die dazwischen liegenden, geradzahlig numerierten Zähne können durch Weiterbewegen des Prüfzahnrades um einen Zahn relativ zu dem Testzahnrad gemessen werden. Aus praktischen Gründen kann es jedoch ausreichen, nur gemittelte Parameter zu messen, indem nur jeder zweite Zahn oder wie bei der nachfolgenden noch erläuterten Ausführungsform nur jeder dritte Zahn des Testzahnrades gemessen werden wird.

Fig. 3 zeigt beispielhaft eine graphische Darstellung einer Änderung von CD gegenüber einer Änderung der Winkelposition des Testzahnrades 200 innerhalb eines Winkelintervall zwischen α₀ und α₃. Die ganz oben und ganz unten liegenden Kurven stellen das Toleranzband des K-Faktors dar, bei dem es sich um einen für eine bestimmte Zahnradanwendung in bekannter Weise spezifizierten Entwurfsparameter handelt. Jede Kurve innerhalb des Toleranzbandes des K-Faktors entspricht gemessenen Änderungen des Zahnprofils und der Zahnteilung eines von mehreren Zähnen an einem Zahnrad. Bei der beispielhaften Ausführungsform liegen alle Kurven innerhalb des Toleranzbandes des K-Faktors. Dies bedeutet, daß das Zahnrad die Entwurfspezifikation erfüllt. Die Veränderung von CD innerhalb des Intervalls zwischen α₀ und α₁ stellt eine Messung der Veränderung des Zahnprofils entlang einer ersten Flanke des Zahns dar. Die Veränderung von CD innerhalb des Intervalls zwischen α₁ und α₂ repräsentiert eine Messung der Veränderung des Zahnprofils entlang der zweiten gegenüberliegenden Flanke des gleichen Zahns. Die Veränderung von CD innerhalb des Intervalls zwischen α₂ und α₃ ergibt sich aufgrund einer Messung der Veränderung der Zahnteilung. Die Veränderung von CD bei α₁ resultiert schließlich aus einer Messung der Änderung der Zahndicke.

Das erfindungsgemäße, schrägverzahnte Prüfzahnrad 100 beinhaltet zwei Entwurfsparameter, nämlich den stirnseitigen Eingriffswinkel OPA_T und die Dicke oder Breite des Prüfzahnrades, die beide eine Funktion von Parametern des Testzahnrades sind. Der Winkel des stirnseitigen Eingriffswinkels OPA_T ergibt sich für das erfindungsgemäße schrägverzahnte Prüfzahnrad aus folgender Formel:

TPA_OD ist der Eingriffswinkel an einem äußeren Durchmesser des Testzahnrades, TPA_FD ist der Eingriffswinkel an einem Formdurchmesser des Testzahnrades, INV(TPA_G) ist eine evolvente Funktion eines Eingriffswinkels an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades TTT_PD ist eine Zahndicke in Stirnrichtung an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades und PD_G stellt einen Teilungsdurchmesser des Testzahnrades dar.

Das schrägverzahnte Prüfzahnrad muß auch eine minimale Breite haben, um einen kontinuierlichen Übergang zwischen Zähnen des Prüfzahnrades und des Testzahnrades gemäß obiger Erläuterungen sicherzustellen. Die minimale Breite W_m2 für ein schrägverzahntes Prüfzahnrad mit einem Kontaktverhältnis von zwei oder weniger ergibt sich aus der Formel:

CR_INV ist ein evolventes Kontaktverhältnis des Testzahnrades, das sich aus der Formel:

ergibt, wobei N_G die Anzahl von Zähnen des Testzahnrades darstellt. Die Größen TPA_OD und TPA_FD wurden oben definiert. NDP bezeichnet eine normale diametrale Teilung, HA_Geinen Steigungswinkel des Testzahnrades und K_W einen Faktor zur Kompensation einer Reibungsabnutzung an dem Prüfgetriebe.

Der stirnseitige Eingriffswinkel OPA_T ist bei einem schrägverzahnten Prüfzahnrad mit einem Kontaktverhältnis von zwischen zwei und drei der gleiche, wie bei einem schrägverzahnten Getriebe gemäß obiger Erläuterung mit einem Kontaktverhältnis von zwei oder weniger. Im Falle eines schrägverzahnten Prüfzahnrades mit einem Kontaktverhältnis von zwischen zwei und drei verändert sich jedoch der Abstand zwischen den Zähnen in Form einer sich wiederholenden Sequenz, wobei jeder dritte Zahnabstand im Vergleich zu dem ersten und zweiten Zahnabstand geringer ist. Die minimale Breite W_m3 des schrägverzahnten Prüfzahnrades mit einem Kontaktverhältnis von zwischen zwei und drei ergibt sich aus der Formel:

wobei die Bezeichnungen oben bereits erläutert wurden.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Prüfzahnrad mit Stirnzähnen versehen, um ein Testzahnrad mit Stirnzähnen messen zu können. Die Fig. 4a und 4b zeigen wiederum Teilquerschnitte in Form einer unendlich dünnen Ebene entlang der Linie II-II in Fig. 1, wobei die Zahnräder Stirnzähne aufweisen. Der Abstand zwischen jedem zweiten Zahn des Prüfzahnrades verändert sich in Form einer sich wiederholenden Sequenz von Abständen, die einen ersten großen Zahnabstand und einen zweiten, im Vergleich dazu kleinen Zahnabstand umfaßt. Der große Abstand wird durch eine erste und eine zweite Flanke von benachbarten ersten und zweiten Zähnen abgegrenzt. Die Flanken der Zähne, die die großen Abstände S₂, S₄ usw. aufweisen, besitzen jeweils einen Stift 140, der sich in den dazwischenliegenden großen Abstand hineinerstreckt und der durch einen Schleifvorgang gebildet werden kann.

Ein Prüfzahnrad mit Stirnzähnen hat einen Winkel OPA_T des stirnseitigen Eingriffswinkels, der durch die gleiche Formel bestimmt wird, wie im obigen Fall für ein Meßzahnrad mit Schrägverzahnung. Ein Meßzahnrad mit Stirnzähnen wird jedoch außerdem durch Parameter definiert, die einen Eingriffswinkel PA_ROD eines imaginären äußeren Durchmessers des Testzahnrades mit der Formel:

sowie einen Eingriffswinkel PA_RFD eines imaginären Formdurchmessers des Testzahnrades mit der Formel:

betreffen, wobei CR_INV ein evolventes Kontaktverhältnis des Testzahnrades gemäß folgender Formel bezeichnet:

PA_OD bezeichnet einen Eingriffswinkel an dem äußeren Durchmesser des Testzahnrades, PA_FD ist ein Eingriffswinkel am Formdurchmesser des Testzahnrades, PA_g ist ein erzeugender Eingriffswinkel des Testzahnrades, N_G stellt die Anzahl von Zähnen des Testzahnrades und PD_G einen Teilungsdurchmesser des Testzahnrades dar, TT_G ist eine Zahndicke (kreisförmig) an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, PA_ROD ist ein Eingriffswinkel an einem imaginären äußeren Durchmesser des Testzahnrades und PA_RFDstellt einen Eingriffswinkel an einem imaginären Formdurchmesser des Testzahnrades dar.

Claims

1. Meßzahnrad zum Messen eines Zahnprofils, einer Zahnteilung und einer Zahndicke eines Testzahnrades mit einem Zahnrad-Meßgerät für parallele Achsen mit:

- einer Mehrzahl von benachbarten Zähnen, die durch einen Zahnabstand voneinander getrennt sind, der in Form einer sich wiederholenden Folge von Abständen variiert, wobei das Meßzahnrad während einer Messung des Zahnprofils und der Zahndicke in einem Testzahnrad nur einen einzigen Zahn des Meßzahnrades berührt; und
- einem Winkel OPA_T als stirnseitiger Eingriffswinkel gemäß folgender Formel:

wobei TPA_OD der Stirneingriffswinkel an einem äußeren Durchmesser des Testzahnrades, TPA_FD der Stirneingriffswinkel an einem Formdurchmesser des Testzahnrades, INV(TPA_G) eine evolvente Funktion eines Stirneingriffswinkels an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, TTT_PD eine Zahndicke im Stirnschnitt an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades und PD_G einen Teilungsdurchmesser des Testzahnrades darstellt.

2. Meßzahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das ferner eine Schrägverzahnung zum Messen eines Testzahnrades mit Schrägverzahnung aufweist und eine minimale Breite hat und während eines Übergangs zwischen der Messung eines Zahnprofils an Zähnen des Testzahnrades nur zwei Zähne des Testzahnrades berührt, wobei während des Übergangs die Zahnteilung gemessen wird.

3. Meßzahnrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich wiederholende Folge von Abständen zwischen der Anzahl von benachbarten Zähnen einen ersten großen Zahnabstand und einen im Vergleich dazu kleineren zweiten Zahnabstand aufweist.

4. Meßzahnrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich wiederholende Folge von Abständen zwischen Anzahl von benachbarten Zähnen einen ersten großen Zahnabstand, einen zweiten großen Zahnabstand, der im wesentlichen genau so groß wie der erste große Zahnabstand ist, sowie einen dritten, im Vergleich dazu kleinen Zahnabstand aufweist.

5. Meßzahnrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Kontaktverhältnis von zwei oder weniger aufweist und dessen minimale Breite W_m2 durch die folgende Formel gegeben ist:
wobei CR_INV ein evolventes Kontaktverhältnis des Testzahnrades darstellt, das durch folgende Formel gegeben ist:
wobei N_G die Anzahl von Zähnen des Testzahnrades, NDP eine normale diametrale Teilung, HA_G einen Steigungswinkel des Testzahnrades und K_W eine Faktor zur Kompensation einer Reibungsabnutzung an dem Meßzahnrad darstellt.

6. Meßzahnrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Kontaktverhältnis von zwischen zwei und drei und eine minimale Breite W_m3 aufweist, die durch folgende Formel gegeben ist:
wobei CR_INV ein evolventes Kontaktverhältnis des Testzahnrades gemäß folgender Formel ist:
und N_G die Anzahl von Zähnen in dem Testzahnrad, NDP eine normale diametrale Teilung, HA_G einen Steigungswinkel des Testzahnrades und K_W einen Faktor zur Kompensation einer Reibungsabnutzung an dem Meßzahnrad darstellt.

7. Meßzahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein geradverzahntes Meßzahnrad für ein geradverzahntes Testzahnrad vorgesehen ist.

8. Meßzahnrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sich wiederholende Folge von Zwischenräumen (Abständen) zwischen der Anzahl von benachbarten Zähnen einen ersten großen Zahnabstand und zweiten im Vergleich dazu kleineren Zahnabstand umfaßt, wobei der große Abstand durch eine erste und eine zweite Flanke von benachbarten ersten und zweiten Zähnen begrenzt wird und jede den großen Abstand begrenzende Flanke einen Stift aufweist, der sich in den großen Zwischenraum hineinerstreckt.

9. Meßzahnrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stirnverzahnung ferner ein Eingriffswinkel PA_ROD an einem imaginären äußeren Durchmesser des Arbeitsgetriebes gemäß folgender Formel als Parameter definiert ist:
sowie ein Eingriffswinkel PA_RFD an einem imaginären Formdurchmesser des Arbeitsgetriebes gemäß folgender Formel:
wobei CR_INV ein evolventes Kontaktverhältnis des Testzahnrades gemäß folgender Formel darstellt:
und PA_OD einen Eingriffswinkel an einem äußeren Durchmesser des Testzahnrades, PA_FD einen Eingriffswinkel an einem Formdurchmesser des Testzahnrades, PA_g einen erzeugenden Eingriffswinkel des Testzahnrades, N_G eine Anzahl von Zähnen des Testzahnrades, PD_G einen Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, TT_G eine Zahndicke an einem Teilungsdurchmesser des Testzahnrades, PA_ROD einen Eingriffswinkel an einem imaginären äußeren Durchmesser des Testzahnrades und PA_RFD einen Eingriffswinkel an einem imaginären Formdurchmesser des Testzahnrades darstellt.