Vorteile und Einsatzmöglichkeiten von Gehrungszahnrädern

Wenn Sie sich schon einmal mit den Unterschieden zwischen Kegelrädern beschäftigt haben, fragen Sie sich wahrscheinlich, wie man zwischen einem geradverzahnten und einem hypoidverzahnten Zahnrad wählt. Bevor Sie sich entscheiden, sollten Sie jedoch unbedingt das Zahnflankenspiel und seine Bedeutung verstehen. Das Zahnflankenspiel ist die Differenz zwischen Kopf- und Fußkreisdurchmesser und verhindert das Blockieren der Zahnräder, schützt die ineinandergreifenden Laufflächen und ermöglicht die Wärmeausdehnung im Betrieb.

Spiralverzahnte Kegelräder

Spiralverzahnte Kegelräder sind auf höhere Effizienz und geringere Kosten ausgelegt. Durch ihre Spiralform weisen die Zähne eine leichte Krümmung entlang ihrer Länge auf, wodurch sie sich hervorragend für anspruchsvolle Anwendungen eignen. Spiralverzahnte Kegelräder zählen zu den Hypoidverzahnungen und haben keine Versätze. Ihre geringere Größe ermöglicht eine kompaktere Bauweise als bei anderen Winkelverzahnungen und einen deutlich leiseren Lauf.
Spiralverzahnte Kegelräder zeichnen sich durch spiralförmig angeordnete Zähne im 90°-Winkel aus. Die leicht gekrümmte Verzahnung reduziert das Zahnflankenspiel und erhöht die Flexibilität. Da sie keine Versätze aufweisen, sind sie rutschfest. Spiralverzahnte Kegelräder bieten zudem ein geringes Zahnflankenspiel und eignen sich daher hervorragend für Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Die präzise Anordnung der Zähne sorgt für eine optimale Schmiermittelverteilung. Darüber hinaus sind sie sehr genau und verfügen über eine Sicherungsmutter, die ein Verrutschen verhindert.
Neben der geometrischen Auslegung von Kegelrädern kann CZPT auch 3D-Modelle von Spiralkegelrädern erstellen. Diese Software hat weltweit große Beachtung gefunden. So fertigte CZPT, ein führender Hersteller von 5-Achs-Fräsmaschinen, kürzlich einen Prototyp mithilfe eines Spiralkegelradmodells. Diese Ergebnisse belegen, dass Spiralkegelräder in vielfältigen Anwendungen eingesetzt werden können – von der Präzisionsbearbeitung bis zur industriellen Automatisierung.
Spiralverzahnte Kegelräder sind auch als Hypoidverzahnungen bekannt. Hypoidverzahnungen unterscheiden sich von Spiralverzahnungen dadurch, dass ihre Teilfläche nicht im Zentrum des Zahnradeingriffs liegt. Der Vorteil dieser Verzahnungsart besteht darin, dass sie hohe Belastungen aufnehmen kann, ohne ihre besonderen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Zudem erzeugen sie weniger Wärme als ihre Kegelrad-Pendants, was die Effizienz benachbarter Bauteile verbessern kann.

geradverzahnte Winkelgetriebe

Kegelräder haben einen Teilkreiswinkel von 90 Grad und ein Übersetzungsverhältnis von 1:1. Sie sind mit gerader und spiralförmiger Verzahnung erhältlich und sowohl in Standard- als auch in Präzisionsausführungen verfügbar. Kegelräder sind vielseitig einsetzbar und eignen sich für nahezu jede mechanische Anwendung. Im Folgenden werden einige Vorteile und Anwendungsbereiche von Kegelrädern erläutert. Das Grundprinzip dieser Zahnradart wird kurz erklärt. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.
Bei der Auswahl von Kegelradgetrieben ist das richtige Material entscheidend. Hartbeschichteter, hochkohlenstoffhaltiger Stahl eignet sich für Anwendungen mit hohen Belastungen, während Nylon und Spritzgusskunststoffe für geringere Belastungen geeignet sind. Ist ein einzelnes Zahnrad beschädigt, empfiehlt es sich, den gesamten Satz auszutauschen, da die Zahnräder formtechnisch eng miteinander verbunden sind. Gleiches gilt für spiralverzahnte Kegelräder. Diese Zahnradkomponenten sollten für einen einwandfreien Betrieb immer gemeinsam ausgetauscht werden.
Gerade Kegelräder sind am einfachsten herzustellen. Die früheste Methode nutzte einen Teilkopf an einer Hobelmaschine. Moderne Fertigungsverfahren wie die Revacycle- und Coniflex-Systeme haben den Prozess effizienter gestaltet. CZPT verwendet diese neueren Fertigungsmethoden und hat sie patentieren lassen. Dennoch ist das traditionelle gerade Kegelrad nach wie vor die gebräuchlichste und am weitesten verbreitete Ausführung. Es ist am einfachsten und kostengünstigsten herzustellen.
SDP/Si ist ein etablierter Lieferant von hochpräzisen Zahnrädern. Das Unternehmen fertigt kundenspezifische Kegelräder sowie Standard-Kegelräder. Zusätzlich bietet es brünierte und geschliffene Bohrungs- und Zahnflächen an. Diese Zahnräder eignen sich für zahlreiche industrielle und mechanische Anwendungen. Sie sind in mittleren Stückzahlen ab Lager und auf Anfrage auch in Teilgrößen erhältlich. Für spezielle Anwendungen sind zudem verschiedene Größen verfügbar.

Hypoid-Kegelräder

Die Vorteile von Hypoid-Kegel- und Schrägverzahnungen liegen auf der Hand. Ihre hohe Drehzahl, der geringe Geräuschpegel und die lange Lebensdauer machen sie ideal für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Auch in der Kraftübertragungs- und Antriebstechnik gewinnen diese Zahnräder zunehmend an Bedeutung. Im Vergleich zu Standard-Kegel- und Schrägverzahnungen bieten sie eine höhere Drehmomentkapazität und können hohe Lasten geräuschärmer bewältigen.
Die geometrische Bemaßung von Kegel- und Hypoidkegelrädern ist unerlässlich, um die ANSI/AGMA/ISO-Normen zu erfüllen. Dieser Artikel untersucht verschiedene Möglichkeiten zur Bemaßung von Hypoid- und Schrägverzahnungen. Zunächst werden die Grenzen der gemeinsamen Bezugsfläche bei der Bemaßung von Kegel- und Schrägverzahnungspaaren erläutert. Eine Gerade kann nicht parallel zu den Flanken von Zahnrad und Ritzel verlaufen, was jedoch zur Bestimmung des „normalen Zahnflankenspiels“ erforderlich ist.
Zweitens haben Hypoid- und Schrägverzahnungen die gleiche Steigung, was die Fertigung vereinfacht. Hypoid-Kegelräder bestehen üblicherweise aus zwei Zahnrädern mit gleicher Steigung. Diese werden dann passgenau zusammengefügt. Dadurch werden Geräusche und Vibrationen reduziert und die Leistungsdichte erhöht. Es wird empfohlen, die Norm einzuhalten und Zahnräder mit unterschiedlicher Steigung zu vermeiden.
Drittens unterscheiden sich Hypoid- und Schrägverzahnungen in der Form ihrer Zähne. Im Gegensatz zu Standardverzahnungen sind ihre Zähne länglicher. Sie ähneln zwar Spiral- und Schneckenrädern, unterscheiden sich aber in ihrer Geometrie. Während Schrägverzahnungen symmetrisch sind, sind Hypoidverzahnungen nicht konisch. Dadurch ermöglichen sie höhere Übersetzungsverhältnisse und Drehmomente.

Kronen-Kegelräder

Die geometrische Auslegung von Kegelrädern ist äußerst komplex. Abweichungen in der relativen Kontaktposition und der Flankenform beeinflussen sowohl die Geometrie des Zahnradpaares als auch die Zahnlagerung. Darüber hinaus unterliegen Zahnradpaare prozessbedingten Abweichungen, die sich auf die Zahnlagerung und das Zahnflankenspiel auswirken. Diese Eigenschaften erfordern enge Toleranzbereiche, um Qualitätsprobleme und Produktionskosten zu vermeiden. Die relative Position eines Kegelrades hängt von den Betriebsparametern wie Last und Drehzahl ab.
Bei der Auswahl eines Kegelrads für ein Winkelgetriebe ist die richtige Zahnform entscheidend. Die Zähne eines Kegelrads können sich in ihrer Form stark unterscheiden. Am häufigsten werden der Radial- und der Diametralteilwinkel des Kegels gemessen. Der Zahnkegelwinkel, auch „Nullwinkel“ genannt, ist ein weiterer wichtiger Parameter. Kegelräder sind mit einer Vielzahl von Teilungen erhältlich, von flach bis spiralförmig.
Kronen-Kegelräder für Winkelgetriebe werden aus hochwertigen Materialien gefertigt. Neben Metall können sie auch aus Kunststoff oder vorgehärteten Legierungen bestehen. Letztere werden bevorzugt, da sie kostengünstiger und flexibler als Stahl sind. Darüber hinaus sind Kronen-Kegelräder für Winkelgetriebe äußerst langlebig und widerstandsfähig gegenüber extremen Bedingungen. Sie werden häufig zum Austausch beschädigter oder verschlissener Zahnräder verwendet.
Bei der Auswahl eines Kegelrads für ein Winkelgetriebe ist es wichtig, deren Verhältnis zueinander zu kennen. Kegelräder haben nämlich ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 zum Ritzel. Dasselbe gilt für Winkelgetriebe. Beim Vergleich von Kegelrädern für Winkelgetriebe sollten Sie unbedingt die Radien des Ritzels und des Ritzelkranzes berücksichtigen.

Anforderungen an den Wellenwinkel für Kegelräder

Kegelräder dienen der Kraftübertragung zwischen rechtwinklig zueinander stehenden Wellen. Ihr Zahnprofil ähnelt der Mitra eines katholischen Bischofs. Teilung und Zähnezahl sind identisch. Die Anforderungen an den Wellenwinkel variieren je nach Anwendung. Bei der Kraftübertragung werden Kegelräder häufig in Differentialen eingesetzt. Beim Einbau von Kegelrädern zur Kraftübertragung müssen die erforderlichen Montagewinkel beachtet werden.
Die Anforderungen an den Wellenwinkel von Kegelrädern variieren je nach Ausführung. Die gängigste Anordnung ist senkrecht, die Achsen können jedoch in nahezu jedem Winkel angeordnet sein. Kegelräder zeichnen sich zudem durch hohe Präzision und Festigkeit aus. Ihre Schrägungswinkel betragen weniger als zehn Grad. Da die Anforderungen an den Wellenwinkel für Kegelräder unterschiedlich sind, sollten Sie vor der Bestellung den benötigten Wellenwinkel ermitteln.
Um den richtigen Teilkegelwinkel zu bestimmen, ermitteln Sie zunächst den Wellendurchmesser des zu konstruierenden Zahnrads. Dieser Winkel wird als Teilkegelwinkel bezeichnet. Er sollte für Zahnrad und Ritzel mindestens 90 Grad betragen. Die Wellenlager müssen zudem hohen Belastungen standhalten können. Kegelräder benötigen Lager, die hohen Belastungen standhalten. Die Anforderungen an den Wellenwinkel für Kegelräder variieren je nach Anwendung.
Für industrielle Anwendungen werden Kegelräder üblicherweise aus unlegiertem Kohlenstoffstahl oder legiertem Stahl gefertigt. Einige Werkstoffe sind langlebiger als andere und halten höheren Drehzahlen stand. Im gewerblichen Bereich können Geräuschgrenzwerte eine wichtige Rolle spielen. Die Zahnräder können rauen Umgebungsbedingungen oder hohen Maschinenlasten ausgesetzt sein. Manche Zahnradtypen funktionieren auch mit fehlenden Zähnen. Informieren Sie sich jedoch unbedingt über die erforderlichen Wellenwinkel für Kegelräder, bevor Sie ein solches bestellen.

Bearbeitet von CX am 27.10.2023