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Zahnräder und Zahnstangen

  • Zahnradgetriebe sind formschlüssig und somit schlupffrei.
  • Die Verzahnungsgröße wird in Modul m angegeben (Zahnmitte bis Zahnmitte/ π).
  • Je nach Anwendung werden die Achsen der verschiedenen Räder parallel, schneidend oder kreuzend angeordnet.

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Ein Zahnradgetriebe wird durch zwei oder mehr miteinander gepaarte Zahnräder gebildet. Zahnräder übertragen Drehmoment und Drehzahl von einer Welle auf eine andere. Sobald die Räder unterschiedlich groß sind wird die Drehzahl erhöht oder verringert. Dabei wird das Drehmoment vermindert oder erhöht (Änderung des Übersetzungsverhältnisses).

Zahnstangen sind ein gerades Maschinenelement mit Zähnen, in das ein außenverzahntes Zahnrad greift. Sie dienen zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung oder auch umgekehrt.

Die Verzahnungsart der Zahnräder und Zahnstangen ist die sogenannte Evolventenverzahnung, welche in Industriegetrieben fast ausnahmslos verwendet wird. Diese Zahnflankenform ermöglicht eine geringe Abnutzung und Wärmeentwicklung. Die Oberflächen der Zähne wälzen sich aufeinander ab. Alle Zahnräder mit dieser Zahnflankenform haben einen Eingriffswinkel von 20°.

Vorteile von Zahnradgetrieben

  • Eine formschlüssige und schlupffreie Kraftübertragung mit wechselnder Drehrichtung.
  • Im Gegensatz zu Ketten- und Riemengetrieben sind geringere Achsabstände möglich.
  • Größere Kraftübertragung im Vergleich zu Riemengetrieben.
  • Durch verschiedene Zahnradarten eignen sich Zahnradgetriebe für unterschiedliche Lagen der Wellenachsen.
  • Große Übersetzungsverhältnisse sind möglich.

Grundarten der Zahnradgetriebe

Bei der Paarung von mindestens zwei Zahnrädern bildet sich ein Zahnradgetriebe. Diese lassen sich in Wälzgetriebe und Schraubgetriebe unterteilen. Je nach Anwendung und Lage der Radachsen bzw. der Wellen, werden die verschiedenen Räder parallel, schneidend oder kreuzend angeordnet.

Bei den sogenannten Wälzgetrieben sind die Achsen entweder parallel (Stirnradgetriebe) zueinander, oder sie schneiden sich (Kegelradgetriebe).

Im Gegensatz dazu sind die Achsen bei Schraubgetrieben (Schneckengetriebe, Zahnstangen) weder parallel zueinander, noch schneiden sie sich. Die Wellenachsen der Schraubgetriebe sind kreuzend angeordnet.

parallel angeordnet

Bsp: Stirnzahnräder

schneidend angeordnet

Bsp: Kegelräder

kreuzend angeordnet

Bsp: Zahnstange

Zahnradarten

Stirnzahnräder (oder Zylinderrad)

Das Stirnzahnrad ist das am häufigsten verwendete Zahnrad. Durch Stirnzahnräder wird eine schlupffreie Kraftübertragung zwischen zwei parallel geführten Wellen ermöglicht. Es wird zwischen geraden (achsparallelen) Verzahnungen und Schrägverzahnungen unterschieden.

Kegelräder

Durch Kegelradverzahnungen wird eine schlupffreie Kraftübertragung zwischen zwei (meist) rechtwinklig geführten Wellen ermöglicht. Bei sich kreuzenden Wellen verwendet man gerad-, schräg- oder bogenverzahnte Kegelräder.

Zahnstangen

Zahnstangen dienen zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung oder umgekehrt. Bei einem Zahnstangenantrieb ist die Zahnstange ein gerades Maschinenelement, welches in Kombination mit Zahnrädern eingesetzt wird.

Werkstoffe

Stahl (auch mit gehärteten Zähnen), Edelstahl, Messing, Kunststoff

Sonderanfertigungen

Auf Anfrage liefern wir Sonderanfertigungen gerade- und schrägverzahnter sowie spiralverzahnter Zahnräder und Zahnstangen nach Zeichnung in unterschiedlichen Materalien. Anhand Ihrer Anforderungen erstellen wir Ihnen gerne ein Angebot.