Gerade oder schrägverzahnte Zahnräder?
Die Zahnräder sind das wichtigste Teil in einem Getriebe. Sie sorgen für die erforderliche Übertragung. Getriebe können in rechtwinklige und gerade Ausführungen unterteilt werden. Welcher Typ passt, hängt von der Anwendung und der Wahl des Herstellers ab. Darüber hinaus ist auch die Wahl des Getriebetyps im Getriebe relevant. Auswahlkriterien sind u. a. der Materialtyp und das Härteverfahren. Dieser Artikel befasst sich mit der Wahl zwischen Stirn- und Schrägverzahnung.
Stirnradgetriebe
Diese Zahnräder greifen ineinander, um das Getriebe zu bilden. Dieser Getriebetyp ist sehr verbreitet und hat den Vorteil, dass es sich um ein solides, einfaches Getriebe mit geringem Wartungsaufwand handelt. Es kann kostengünstig produziert werden.
Spiralförmige Getriebe
Ein Merkmal dieses Getriebetyps ist, dass die Zähne in einem Winkel zur Welle stehen, auf der das Getriebe montiert ist. Da die Zähne in einem Winkel stehen, ist es möglich, ein schmaleres Zahnrad zu verwenden, um die gleiche Übersetzung zu erreichen. Das liegt daran, dass die Zähne länger sind, weil sie angewinkelt sind. Dies hat große Vorteile für die Konstruktion, insbesondere für die Montage. Aufgrund der schrägen Zähne greifen die Zahnräder schrittweise ein, beginnend als Punktkontakt und allmählich wachsend zu einem Linienkontakt.
Vor- und Nachteile
Die längeren Zähne der Schrägverzahnung sorgen für eine wesentlich geringere Geräuschentwicklung im Vergleich zur Stirnverzahnung. Die schrägverzahnten Zahnräder greifen stufenweise ein, was zu einem sanften Übergang der Kräfte führt. Dies hat den großen Vorteil, dass Vibrationen, Stoßbelastungen und Verschleiß reduziert werden.
Berücksichtigen Sie den Schrägstellungswinkel der Zähne bei spiralförmigen Zahnrädern. Es entsteht ein Gleitkontakt zwischen den Zähnen, die Folge ist axiale Wärme, die den Wirkungsgrad reduziert. Die Axialkräfte spielen eine wichtige Rolle bei der Wahl der Lagerung. Geradlinige Zahnräder können mit einfachen Lagern auskommen.
Bei Spiralgetrieben sind oft Wälzlager erforderlich, die teurer und größer als ein Standardlager sind. Dem Wirkungsgradverlust können Sie durch den Einsatz von Doppelschräg- oder Fischgrätenrädern entgegenwirken. Sowohl bei der
Doppelschrägverzahnung als auch bei der Fischgrätenverzahnung sind die Zähne in entgegengesetzter Richtung gefertigt. Durch diese Konstruktion werden die Axialkräfte weitgehend eliminiert, wodurch die Kräfte auf die Lager reduziert werden und die Verwendung von Standardlagern möglich ist.
Neben der gleichmäßigeren Bewegung, den höheren Geschwindigkeiten und der geringeren Geräuschentwicklung gibt es noch einen weiteren wichtigen Vorteil von Stirnradgetrieben. Der Konstrukteur hat mehr Freiheit bei der Montage des Getriebes. Das geradverzahnte Getriebe erfordert parallel montierte Eingangs- und Ausgangswellen, während das schrägverzahnte Getriebe eine gekreuzte Montageoption bietet.
Parallele oder entgegengesetzte Zähne
Wenn der Konstrukteur Schrägverzahnungen wählt, kann die Stellung der Zähne parallel oder entgegengesetzt sein. Wenn die Zahnräder die gleiche Zahnstellung haben, muss die Summe der Schrägungswinkel (Spiralwinkel) gleich dem Winkel der An- und Abtriebswelle sein. Am häufigsten werden gekreuzte Schrägstirnräder mit rechtwinkligen (90 Grad) Eingangs- und Ausgangswellen verwendet. Bei gegenüberliegenden Zähnen muss die Differenz der Schrägungswinkel gleich dem Winkel zwischen An- und Abtriebswelle sein.
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Kontaktieren Sie bitte Geoffrey Gokoelsing, er ist Technik- und Produktspezialist u.a. für Graessner-Produkte. Wir haben das BevelGear von Graessner im Einsatz und es hat Spiralräder.