Stirnräder | Zahnräder | Geradverzahnung | Doppel-Schrägverzahnung | Pfeilverzahnung | Zahnstange

Summary

Dieses Skript behandelt Stirnräder im Maschinenbau, unterscheidet zwischen Gerad- und Schrägverzahnung und erklärt die Vor- und Nachteile jeder Art. Geradverzahnte Stirnräder sind kostengünstig herzustellen, eignen sich jedoch nur für geringe Umfangsgeschwindigkeiten aufgrund von Geräuschen und hohen Zahnbelastungen. Schrägverzahnte Räder reduzieren das Geräusch und erlauben höhere Drehmomente, führen jedoch zu axialen Kräften, die bei der Lagerung berücksichtigt werden müssen. Spezielle Verzahnungsarten wie Pfeil- und Doppelschrägverzahnung werden für höchste Belastbarkeiten und spezielle Anwendungen verwendet. Das Skript bietet auch Einblicke in Zahnstangen und Innenverzahnung, die für spezifische Anwendungen von Vorteil sind.

Takeaways

• 😀 Stirnräder sind die häufigste Zahnradart im Maschinenbau.
• 🔄 Die Zähne von Stirnrädern sind entlang eines gedachten Zylinders angeordnet, dessen Durchmesser als Weltkreisdurchmesser bezeichnet wird.
• 🛠 Ein Stirnradgetriebe besteht ausschließlich aus Stirnrädern und ermöglicht eine reibungslose Kraftübertragung.
• 🔩 Bei geradverzahnten Stirnrädern verlaufen die Zähne in Richtung der Drehachse und können wirtschaftlich gefräst, gehobelt oder gestoßen werden.
• 🔄 Bei Schrägverzahnung verlaufen die Zähne in einem Winkel von 20 bis 45° zur Achse, was zu einer schmalen Kraftübertragung führt.
• 🔧 Schrägverzahnte Stirnräder reduzieren Geräusche und haben eine bessere Lastverteilung auf die Zähne, im Vergleich zu geradverzahnten.
• 🔄 Schrägverzahnte Stirnräder erzeugen Axialkräfte, die das Lagerverschleiß erhöhen können.
• 🔄 Die Richtung der Axialkräfte hängt von der Drehrichtung des Zahnrades ab und kann bei einer Änderung der Drehrichtung umkehren.
• 🔄 Bei Pfeilverzahnung entstehen gegensätzlich wirkende Axialkräfte, die sich aufheben, was zu keinem Axialverschleiß führt.
• 🔄 Doppelschrägverzahnung nutzt die gleiche Prinzip wie Pfeilverzahnung, ist jedoch kostengünstiger und ermöglicht die Übertragung hoher Drehmomente.
• 🔄 Zahnstangen erzeugen lineare Bewegungen und sind eine Abwicklung von Stirnrädern entlang einer Geraden.
• 🔄 Bei Stirnrädern unterscheidet man zwischen Außen- und Innenverzahnung, wobei Innenverzahnung einen besseren Schutz und geringere Verschleißrate bietet.

Q & A

Was ist das häufigste Zahnrad in der Maschinenbau?

Das häufigste Zahnrad im Maschinenbau ist das Stirnrad, bei dem die Zähne am Umfang eines gedachten Zylinders angeordnet sind.

Was ist der Weltkreisdurchmesser?

Der Weltkreisdurchmesser ist der Durchmesser des gedachten Zylinders, auf dessen Umfang die Zähne eines Stirnrads angeordnet sind.

Was geschieht, wenn die Weltzylinder zweier Zahnräder aufeinander rollen?

Die Weltzylinder zweier Zahnräder rollen ohne Gleiten, um sicherzustellen, dass die Umfangsgeschwindigkeiten bei den Zahnrädern am Umfang des Weltzylinders identisch sind.

Was ist ein Stirnradgetriebe?

Ein Stirnradgetriebe ist ein Getriebe, das ausschließlich aus Stirnrädern besteht.

Was ist eine gerade Verzahnung?

Eine gerade Verzahnung ist eine Verzahnung, bei der die Zähne geradlinig, also in Richtung der Drehachse des Zahnrades, verlaufen.

Wie kann eine gerade Verzahnung wirtschaftlich hergestellt werden?

Eine gerade Verzahnung kann durch Welzfräsen, Welzhobeln oder Welzstoßen wirtschaftlich hergestellt werden.

Was sind die Vorteile von Schrägverzahnung gegenüber gerader Verzahnung?

Schrägverzahnung ermöglicht höhere Umfangsgeschwindigkeiten und Drehmomente bei gleichzeitig geringerer Geräuschentwicklung im Vergleich zu gerader Verzahnung.

Was ist der Schrägungswinkel bei einer Schrägverzahnung?

Der Schrägungswinkel ist der Winkel, unter dem die Zähne einer Schrägverzahnung in Achsrichtung verlaufen, und beträgt zwischen 20 und 45°.

Was sind die Auswirkungen von Schrägverzahnung auf die Axialkräfte?

Schrägverzahnung führt zu Axialkräften, die zu einem erhöhten Lagerverschleiß führen können. Je größer der Schrägungswinkel, desto größer sind die Axialkräfte.

Was ist eine Pfeilverzahnung und wofür wird sie verwendet?

Eine Pfeilverzahnung ist eine spezielle Verzahnung, bei der sich die Zähne schraubenförmig um den Weltzylinder anordnen und die gegenseitig wirkenden Axialkräfte aufheben. Sie wird in Sonderfällen wie bei Großgetrieben eingesetzt.

Was ist ein Zahnstangengetriebe und wofür wird es verwendet?

Ein Zahnstangengetriebe ist ein Getriebe, das mit Hilfe eines Stirnrads (Ritzel) und einer Zahnstange eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umwandelt. Es wird z.B. in Werkzeugmaschinen zum Bewegen von Maschinenleitern eingesetzt.

Was ist der Unterschied zwischen Außen- und Innenverzahnung?

Bei der Außenverzahnung sind die Zähne am Umfang nach außen gerichtet, während bei der Innenverzahnung die Zähne entsprechend nach innen gerichtet sind. Ein Innenverzahntes Zahnrad wird auch als Hohlrad bezeichnet.

Was sind die Vorteile von Innenverzahnung gegenüber Außenverzahnung?

Innenverzahnung bietet viele Vorteile wie eine größere Kontaktfläche, geringeren Zahnflankenverschleiß und höhere Drehmomenteübertragung im Vergleich zu Außenverzahnung.

Was sind Kegelrädergetriebe und wofür werden sie verwendet?

Kegelrädergetriebe sind Getriebe, die es ermöglichen, die Drehachsen der Getriebewellen auch einen Winkel zueinander einzuschließen. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, die eine variable Achsabstand oder Achsverschiebung erfordern.