FACET: The development of face gears for use in aerospace transmissions

• Research unit: EU RFP
• Project number: 97.0323

Key words (German)

Kronenräder; Helicoptergetriebe; Schleifen; Zahnradschleifen

Alternative project number (English)

EU project number: BRPR-CT97-0604

Research programs (English)

EU-programme: 4. Frame Research Programme - 2.1 Industrial and materials technologies

Short description (German)

Siehe Abstract

Partners and International Organizations (German)

Coordinator: GKN Westland Heliocopters Ltd. (UK)

Abstract (German)

Untersuchungen der US-amerikanischen Helikopterindustrie liessen erwarten, dass durch Ablösung der Kegelrad-Getriebestufe durch eine Kronenrad-Getriebestufe unter Nutzung des Konstruktions-prinzips 'Torque-Splitting' Masse- und Bauraumeinsparungen bei Helikopterantrieben zu erzielen sind. Derartige Veröffentlichungen veranlassten die europäische Helikopterindustrie, Untersuchungen zu den Gebrauchswerteigenschaften, wie z.B. übertragbares Drehmoment, kinematische Genauigkeit und Geräuschemission von Kronenrad-Getriebestufen einzuleiten.
Eine wesentliche Voraussetzung zur Erzielung hoher Gebrauchswerteigenschaften ist die Erzeugung einer hohen Qualität der einsatzgehärteten Verzahnungen, die nach dem Härten nur durch ein geeig-netes Schleifverfahren zu erreichen ist. Auf Grund der Geometrie der Kronenverzahnungen eignen sich insbesondere Wälzverfahren und dabei vor allem das kontinuierliche Wälzschleifen mittels spezieller toroidförmiger Schleifschnecke zur Lösung dieses Problems. Als Hersteller von CNC-Wälzschleifmaschinen war Fa. REISHAUER prädestiniert, diese Aufgabe zu lösen.
Während das Grundprinzip des kontinuierlichen Wälzschleifens von Kronenradverzahnungen seit vielen Jahren bekannt war, verhinderte jedoch die fehlende Berechnungsmöglichkeit der geometrisch-kinematischen Abwälzbedingungen beim Schleifen und der Erzeugung der toroidförmigen Schleif-schnecke sowie die notwendige Entwicklung der maschinentechnischen Ausrüstung und der fertigungstechnischen Verfahren an der produktiven Nutzung des Kronenrad-Wälzschleifens. Maschinenseitig fehlte insbesondere ein entsprechender Schleifkopf für eine kontinuierliche Wälzschleifmaschine, der für die geometrischen Bedingungen des Kronenradschleifens geeignet war.
Im Rahmen des Projekts FACET wurde ein spezieller Schleifkopf für die neuentwickelte CNC-Wälzschleifmaschine RZ 400 (Fa. REISHAUER) zur Anwendung toroidförmiger Schleifschnecken und für die geänderten geometrischen Bedingungen von Kronenradverzahnungen entwickelt und realisiert. Desweiteren musste an einer mit diesem Schleifkopf ausgerüsteten Mustermaschine die Achskonfiguration geändert und die für das Schleifen von gerad- und schrägverzahnten Kronenrädern mit Achsneigungswinkeln 90° und ¹ 90° erforderlichen Schleifprogramme entwickelt werden. Der Schwerpunkt der Programmentwicklung lag jedoch in der Berechnung der Geometrie und Kinematik des neuentwickelten Zeilenabrichtverfahrens für die toroidförmige Schleifschnnecke sowie in der Datengewinnung für ein Kronenrad-Messprogramm auf Zahnradmessgeräten der Fa. Klingelnberg.
Mit Hilfe dieser Entwicklungen wurden für die Projektpartner GKN Westland Helicopters, AGUSTA, Eurocopter France und ZF Luftfahrt gerad- und schrägverzahnte Kronenräder für Prüfstandsversuche geschliffen. Dabei wurde eine Genauigkeit in Qualität 5 - 6 nach DIN 3960/61 (Stirnradverzahnungen) erreicht.

References in databases (English)

Swiss Database: Euro-DB of the
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Hallwylstrasse 4
CH-3003 Berne, Switzerland
Tel. [phone]
Swiss Project-Number: 97.0323