Arten von Gehrungszahnrädern

Es gibt verschiedene Arten von Gehrungszahnrädern, darunter Hypoid-, Kronen- und Spiralzahnräder. Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren. Sie lernen außerdem die Unterschiede und Gemeinsamkeiten kennen. Dieser Artikel bietet Ihnen einen Überblick über die verschiedenen Arten von Gehrungszahnrädern. Mithilfe der folgenden Anleitung können Sie die für Ihre Bedürfnisse passende Art auswählen. Nach dem Lesen wissen Sie, wie Sie die Zahnräder in Ihrem Projekt einsetzen. Sie lernen auch, wie Sie sie von Hand zusammenfügen, was besonders hilfreich ist, wenn Sie an einem mechanischen Bauteil arbeiten.

Kegelräder

Kegel- und Winkelverzahnungen dienen beide dazu, zwei Wellen mit unterschiedlichen Achsen zu verbinden. In den meisten Fällen werden diese Zahnräder rechtwinklig zueinander eingesetzt. Der Teilkegel eines Kegelrads hat die gleiche Form wie der eines Stirnrads, jedoch ist das Zahnprofil leicht konisch und weist eine variable Zahntiefe auf. Die Ritzel eines Kegelrads sind normalerweise gerade, können aber auch gekrümmt oder schräg sein. Sie können außerdem ein versetztes Kronenrad mit geraden Zähnen relativ zur Achse aufweisen.
Neben ihren industriellen Anwendungen finden sich Gehrungszahnräder auch in der Landwirtschaft, der Abfüllung, dem Druckgewerbe und verschiedenen anderen Industriezweigen. Sie werden im Kohlebergbau, in der Erdölförderung und in chemischen Prozessen eingesetzt. Sie sind ein wichtiger Bestandteil von Förderbändern, Aufzügen, Öfen und vielem mehr. Tatsächlich werden Gehrungszahnräder häufig in Werkzeugmaschinen wie Gabelstaplern und Stichsägen verwendet.
Bei der Auswahl des passenden Zahnrads für eine bestimmte Anwendung müssen Sie die Anwendung und die Konstruktionsziele berücksichtigen. Beispielsweise ist die maximale Belastbarkeit des Zahnrads wichtig. Mithilfe von Computersimulationsprogrammen lässt sich das exakte Drehmoment für die jeweilige Anwendung ermitteln. Kegelräder sind Kegelräder, die nur um eine Achse, nicht um zwei, getrieben sind.
Um das für eine bestimmte Anwendung benötigte Drehmoment zu berechnen, müssen Sie die mechanische Aktuierung (MA) jedes Kegelrads kennen. Mit CZPT ist das jetzt möglich. Mithilfe dieser Software können Sie 3D-Modelle von Spiralkegelrädern erstellen. Sobald Ihr Modell erstellt ist, können Sie es bearbeiten. Das erleichtert Ihre Arbeit ungemein! Und es macht Spaß!
In puncto Fertigung sind geradverzahnte Kegelräder am einfachsten herzustellen. Die früheste Methode hierfür war die Verwendung einer Hobelmaschine mit Teilkopf. Seit der Entwicklung der CNC-Bearbeitung wurden jedoch effizientere Fertigungsverfahren entwickelt. Dazu gehören die Systeme von CZPT, Revacycle und Coniflex. CZPT nutzt das Revacycle-System. Spiralverzahnte Kegelräder lassen sich auch mit einer CNC-Fräsmaschine herstellen.

Hypoid-Kegelräder

Bei der Konstruktion von Hypoid-Kegelrädern für Winkel- und andere Verzahnungsarten sind mehrere wichtige Parameter zu beachten. Um hochwertige Verzahnungen herzustellen, muss der Montageabstand zwischen den Zahnrädern und dem Ritzel innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegen. Das heißt, der Montageabstand zwischen den Zahnrädern und dem Ritzel darf maximal 0,05 mm betragen.
Um dies zu ermöglichen, ist der Eingriff des Hypoid-Kegelradsatzes auf Gleitbewegung ausgelegt. Das Ergebnis ist ein leiser Antrieb. Zudem sind höhere Drehzahlen ohne erhöhte Geräuschentwicklung möglich. Im Vergleich dazu neigen Kegelräder bei hohen Drehzahlen zu Geräuschen. Aus diesen Gründen ist der Hypoid-Kegelradsatz die effizienteste Methode zur Herstellung von Kegelrädern. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Hypoid-Kegelräder nicht für jede Anwendung geeignet sind.
Hypoidkegelräder ähneln Spiralkegelrädern, besitzen jedoch keine sich schneidenden Achsen. Dadurch lassen sich größere Ritzel mit leichtgängigem Eingriff realisieren. Kronenkegelräder hingegen haben eine Teilung von 90 Grad und parallele Zähne. Ihre Geometrie und Teilung sind einzigartig, und sie weisen besondere geometrische Eigenschaften auf. Die Teilung kann auf verschiedene Weise angegeben werden. Die diametrale Teilung entspricht der Zähnezahl, während die Umfangsmessung als Umfang bezeichnet wird.
Das Planfräsen ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Hypoid- und Spiralverzahnungen. Es ermöglicht das Schleifen von Zahnrädern mit hoher Genauigkeit und Oberflächengüte. Zudem entfällt die Wärmebehandlung, und vordefinierte Auslaufkanten können realisiert werden. Das Planfräsen erhöht die mechanische Festigkeit um bis zu 20% und reduziert den Geräuschpegel.
Die ANSI/AGMA/ISO-Normen für die geometrische Bemaßung weichen von den bewährten Verfahren für die Fertigung von Hypoid- und Kegelrädern ab. Die Verletzung gemeinsamer Bezugsflächen führt zu einer Reihe von Problemen bei der geometrischen Bemaßung. Darüber hinaus müssen Hypoidräder so konstruiert werden, dass die Teilkreise des Gegenritzels und des Hypoid-Kegelrads berücksichtigt werden. Dies ist ohne Kenntnis der Teilkreise von Zahnrad und Ritzel nicht möglich.

Kronen-Kegelräder

Bei der Auswahl von Kegelrädern für ein Winkelgetriebe müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. Insbesondere ist das Verhältnis der Zahnlast zum Teilkreisradius des Kegelrads entscheidend. Dies hilft bei der Auswahl eines Kegelrads mit der richtigen Erregung und Tragfähigkeit. Kegelräder, auch Schrägverzahnungen genannt, vereinen die Eigenschaften zweier Kegelradtypen.
Diese Kegelräder unterscheiden sich von Spiralkegelrädern dadurch, dass sich die Kegel nicht schneiden. Dies ermöglicht die Verwendung eines größeren Ritzels und einen sanfteren Eingriff. Kronenkegelräder werden auch nach ihren unterschiedlichen Zahnabschnitten benannt: dem Zahnfuß (der Teil des Zahnrads, der der Bohrung am nächsten liegt) und dem Zahnfuß (der äußere Durchmesser). Die Zahnhöhe ist am Zahnfuß geringer als am Zahnfuß, die Gesamthöhe des Zahnrads ist jedoch an beiden Stellen gleich.
Kegelräder mit Kronenverzahnung sind zylindrisch und besitzen schräg gestellte Zähne. Sie haben ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 und werden für Kegel- und Stirnräder verwendet. Das Zahnprofil von Kegelrädern entspricht dem von Stirnrädern, ist jedoch an der Spitze etwas schmaler, was zu einem ruhigeren Lauf führt. Kegelräder mit Kronenverzahnung für Kegelräder können mit einem versetzten Ritzel gefertigt werden.
Bei der Auswahl von Kegelrädern für Winkelgetriebe stehen Ihnen zahlreiche Optionen zur Verfügung. Das Material der Zahnräder kann von Kunststoffen bis hin zu vorgehärteten Legierungen reichen. Wenn Ihnen die Festigkeit des Materials wichtig ist, können Sie eine vorgehärtete Legierung mit einer Härte von 32–35 HRC wählen. Diese Legierung ist zudem langlebiger als Kunststoff. Kegelräder sind nicht nur robuster, sondern auch leichter zu schmieren.
Kronen-Kegelräder für Winkelgetriebe ähneln Spiral-Kegelrädern. Sie besitzen jedoch eine hyperbolische, nicht konische Teilfläche. Das Ritzel ist häufig ober- oder unterhalb der Zahnradmitte versetzt, was einen größeren Durchmesser ermöglicht. Kronen-Kegelräder für Winkelgetriebe sind typischerweise größer als Hypoid-Kegelräder. Hypoid-Kegelräder werden häufig in Hinterachsen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Sie eignen sich für Drehwinkel von 90 Grad und können für Übersetzungsverhältnisse von 1:1 verwendet werden.

Spiral-Kegelräder

Spiralverzahnte Kegelräder werden durch Bearbeitung der Zahnstirnfläche hergestellt. Das Verfahren basiert auf der Hertzschen Theorie des elastischen Kontakts, wobei die Versetzungen kleinen signifikanten Abmessungen der Kontaktfläche und den relativen Krümmungsradien entsprechen. Diese Methode setzt voraus, dass die Oberflächen parallel verlaufen und die Dehnungen gering sind. Darüber hinaus kann sie die Geräuschentwicklung reduzieren. Dies macht spiralverzahnte Kegelräder zur idealen Wahl für Hochgeschwindigkeitsanwendungen.
Die Präzisionsbearbeitung von CZPT-Spiral-Kegelrädern reduziert das Zahnflankenspiel. Sie verfügen über einstellbare Kontermuttern, mit denen der Zahnabstand exakt angepasst werden kann. Das Ergebnis ist ein reduziertes Zahnflankenspiel und eine maximale Lebensdauer des Antriebs. Darüber hinaus sind diese Zahnräder flexibel genug, um auch späte Designänderungen im Produktionsprozess zu ermöglichen. Dies minimiert das Risiko für Erstausrüster und steigert Effizienz und Produktivität. Die Vorteile von Spiral-Kegelrädern werden im Folgenden erläutert.
Spiralverzahnte Kegelräder bieten viele Vorteile. Der offensichtlichste ist der größere Wellendurchmesser. Dieser ermöglicht zwar größere Zahnräder, bedingt aber auch ein größeres Getriebegehäuse. Dadurch verringern sich Bodenfreiheit, Innenraum und Gewicht. Auch das Antriebsrad der Achse wird größer, was wiederum Bodenfreiheit und Innenraum reduziert. Spiralverzahnte Kegelräder sind effizienter als herkömmliche Kegelräder, allerdings kann es schwieriger sein, die passende Größe für Ihre Anwendung zu finden.
Ein weiterer Vorteil von Spiral-Kegelrädern ist ihre geringe Größe. Bei gleicher Leistung ist ein Spiral-Kegelrad kleiner als ein geradverzahntes Kegelrad. Zudem sind Spiral-Kegelräder weniger anfällig für Verformungen oder Lochfraß. Sie weisen außerdem höhere Präzisionseigenschaften auf und eignen sich für Sekundärbearbeitungen. Spiral-Kegelräder sind langlebiger als geradverzahnte und können mit höheren Drehzahlen betrieben werden.
Ein Hauptmerkmal von Spiralzahnrädern ist ihre Verschleißfestigkeit. Durch die ständige Verformung neigen sie zu Rissen, die den Verschleiß erhöhen. Das Ergebnis ist ein härteres Zahnrad mit einer stärker konturierten Maserung. Die Qualität Ihres Zahnrads lässt sich jedoch durch ordnungsgemäße Wartung wiederherstellen. Wenn Sie eine Maschine besitzen, ist es ratsam, verschlissene Teile auszutauschen, sobald diese nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren.

Bearbeitet von CX am 09.06.2023