Daß es nicht immer das gängige Trapez-Zahnstangen-Bezugsprofil sein muß, zeigt dieser Hersteller mit seinen aus vielen Teilen aufgebauten Rollenritzeln:
https://www.industrialclutch.com/nexen-rps-roller-pinion-system.html
Hier geht man den umgekehrten Weg, man läßt das Ritzel die Kontur der Zahnstange bestimmen.
Und ja, man macht diese Simulationen, was ein Werkzeug an Kontur am Ritzel abliefert, sehr wohl in der Praxis. Das Stichwort heisst hier „Unterschnitt“ und tritt gerade bei kleinen Zähnezahlen (etwa 12) dann auf. Hier schneidet der Kopf des Werkzeugs am Zahngrund herum und die eigentliche mathematische Zahnkontur wieder weg, schwächt den Zahnfuß, macht bisweilen – wie in meinen Bildern – beträchtliche Kerbwirkungen dazu.
In diesem Bild bleibt das Zahnrad stehen und der Zahn der Zahnstange wälzt sich an dieser ab, was die Bewegung des Trapezklotzes ergibt (nicht schwer zu berechnen):
https://ww3.cad.de/foren/ubb/uploads/murphy2/Zahnluecke2.gif
In der folgenden Animation bewegt sich der Zahn geradlinig un das Rad dreht sich mit, im ersten Drittel sieht man immer eine Doppelkontur am Zahn, das ist das Profil, das der vorige Schnitt gemacht hat und man sieht, welches Spanvolumen der nächste Schnitt abträgt und welche Schneidenbereiche besonders hart herangenommen werden. Im rechten Drittel wird die Zahnflanke ausgeschnitten.
https://ww3.cad.de/foren/ubb/uploads/murphy2/Waelzhobeln.gif
Wegen des Unterschnitts bekommt der Zahnkopf des Werkzeugs oft eine besondere Form („Protuberanz“), damit er eben den Zahngrund nicht so eckig schneidet.
Ob Ihr CAD das auch so macht, weiß ich nicht, ich habe das hier vor vielen Jahren gemacht. Dabei erst das Rad als Vollscheibe und die Zahnstange nur den einen Zahn. Beides in die erste Stellung gebracht und den Zahn vom Rad abgezogen. Das Ergebnis des Rades dann wieder mit dem Zahn zusammengebaut für den nächsten Schnitt und wieder abgezogen. Das rund 50 mal. Das gibt dann auch die kleinen Flächen, die eine echte Wälzstoßmaschine auch so abliefert.
Das heisst, entweder taugt so ein Rad nur für untergeordnete Anwendung oder es muß geschliffen werden. Das wird es meist aber sowieso, weil die Zahnflanken gehärtet werden. Auch beim Schleifen gibt es verschiedene Techniken, z. B. Maag, Schaudt oder auch das kontinuierliche Reishauer-Verfahren, das mit einer Schleifschnecke arbeitet. Schön anzuschauen, aber nicht vergessen, die Scheiben müssen profiliert werden.
In 3d macht man solche Abwälzbewegungen häufig, wenn man keine Geradverzahnung hat.
Während die Evolventenverzahnung mit dem trapezförmigen (aufpassen: Profilverzerrung durch Span- und Freiwinkel) Stoßwerkzeug recht unempfindlich gegenüber Achsabstandsfehlern ist und man so das gewünschte Zahnspiel „einstellen“ kann, reagieren andere Verzahnungsgeometrien bisweilen recht empfindlich auf solche Fehler.
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