Welche Arten von Zahnrädern werden üblicherweise verwendet?

Mit der Entwicklung der Produktion, Zahnräder Betrieb mehr und mehr Aufmerksamkeit von Menschen, gibt es viele Arten von ihm. Sie können immer noch nicht finden, das richtige Getriebe und Ärger? Dieser Artikel ist für Sie, um die Probleme zu lösen.

Was sind Zahnräder?

Gears are cylindrical, circular or cone-shaped toothed mechanisms. The teeth are carved in the material at equal distances. Gear teeth are also known as cogs and gears as cogged wheels or toothed wheels. There are many ways used for the production of gears, such as blanking, forging, powder metallurgy, extrusion, casting, and Bearbeitung. Sie sind in der Regel über eine Welle an Maschinen befestigt. Ein Paar von Zahnrädern greift durch Zähne ineinander, um die Bewegung und Kraft im Mechanismus zu erhöhen.

Die gängigsten Arten von Zahnrädern

Es gibt viele Arten von Zahnrädern, die sich in Form, Größe (Radius), Anzahl und Anordnung der Zähne unterscheiden. Die am häufigsten verwendeten Arten von Zahnrädern sind,

• Stirnradgetriebe
• Schrägverzahnte Getriebe (und Schraubengetriebe)
• Doppelschrägverzahnte Zahnräder (und Fischgrätenzahnräder)
• Zahnstange und Ritzel
• Kegelradgetriebe
• (gerade, Zerol-, Spiral-, Hypoid-, Kronen- und Gehrungskegelräder)
• Schneckengetriebe
• Innenverzahnung

Stirnräder

Stirnradgetriebe have straight teeth with a cylindrical or circular body. They are one of the most efficient types and are very simple to construct. Teeth straight to the shaft axis are carved in the gear body, and hence, they are a part of the parallel shaft gear group. They can manage significant loads with a high velocity and higher accuracy rate as compared to other types of gears.

Stirnräder erzeugen keine Axiallast (Schubkraft) auf der Welle und sind bei beschleunigten Vorgängen geräuschvoll. In einem Zahnradpaar wird das kleinere Zahnrad als Ritzel und das größere als Zahnrad bezeichnet. In Maschinen werden Stirnräder paarweise mit Innenzahnrädern, Zahnstangen und sogar Geradstirnrädern verbunden.

Das am häufigsten verwendete Getriebe ist das Stirnradgetriebe. Sie werden häufig in der Getränke-, Lebensmittel- und Automobilindustrie eingesetzt. Sie sind auch in kleinen Maschinen (Uhren, Haushaltsmaschinen wie Wäschetrockner, Waschmaschinen) und großen Maschinen (in Kraftwerken, Pumpen, landwirtschaftlichen Betrieben, Zügen, Maschinen zur Produkthandhabung und Planetengetrieben mit Innenverzahnung) von Bedeutung.

Schraubenförmige Zahnräder

Schrägverzahnte Zahnräder sind zylindrische Zahnräder und werden mit geraden Wellen verwendet. Sie unterscheiden sich von Stirnrädern, da die Zähne verdreht und abgewinkelt sind. Schrägverzahnte Zahnräder können mehr Last aufnehmen als Stirnräder, da die gekrümmte Anordnung der Zähne dazu führt, dass bei der Anwendung jeweils zwei Zähne eines Zahnrads miteinander verbunden werden. Dies ist auch ein Grund für die geringeren Geräusche bei hohen Geschwindigkeiten und schweren Lasten.

Bei schrägverzahnten Rädern ist die Verwendung von Axiallagern obligatorisch, da sie eine Axiallast erzeugen. Es gibt zwei Arten von Schrägzahnrädern: rechts- und linksgewundene Zähne. Man muss also ein Schrägstirnrad mit links- und ein anderes mit rechtsdrehenden Zähnen verwenden, um ein Paar zu bilden.

Stirnradgetriebe werden in der Schwerindustrie wie Kraftwerken, Getränkeindustrie, Bergbau, Zementindustrie, Lebensmittelindustrie und Forstwirtschaft eingesetzt. Sie sind sehr belastbar und werden daher in schweren Materialtransport- und Fördermaschinen, Generatoren und Pumpen eingesetzt. Da sie im Vergleich zu Stirnradgetrieben besonders leise sind, werden sie auch in Getrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Schraubräder

Schneckengetriebe sind eine Art von schrägverzahnten Einzelrädern. Im Gegensatz zu Schrägstirnrädern werden sie für nicht-überschneidende und nicht-parallele Konfigurationen verwendet. Bei Schneckengetrieben wird ein Paar von schrägverzahnten Zahnrädern verwendet, die ineinander greifen, und nicht ein Paar von links- und rechtsverzahnten Schrägstirnrädern. Aufgrund ihrer geringeren Belastbarkeit und ihres geringeren Wirkungsgrads können sie nicht mit hoher Energie und hoher Geschwindigkeit betrieben werden. Sie benötigen während des Betriebs eine Schmierung und sind auch als gekreuzte Schrägzahnräder bekannt.

Schraubräder werden auch für parallele und schräg versetzte Wellen verwendet, je nach der Richtung der Zähne der Gegenräder.

Doppelschrägverzahnung

Neben einfach schrägverzahnten Zahnrädern gibt es auch doppelt schrägverzahnte Zahnräder. Bei doppelschrägverzahnten Zahnrädern gibt es zwei Reihen von schrägen Zähnen, die einander ähnlich sind, aber in entgegengesetzter Richtung. Einfach ausgedrückt, sind zwei Reihen von gewundenen (verdrehten) Zähnen, die wie ein Spiegelbild voneinander aussehen, in ein einziges Zahnrad geschnitten. Die beiden Reihen sind durch eine Lücke voneinander getrennt. Die Verwendung eines Paares von Doppelschrägzahnrädern kann die Schubbelastung schnell beseitigen.

Doppelt schrägverzahnte Zahnräder sind haltbarer, stärker und arbeiten reibungsloser als einfachverzahnte. Doppelschrägverzahnte Zahnräder werden häufig in Maschinen wie Generatoren, Pumpen, im Bergbau, im Baugewerbe, in der Schifffahrt, in Getrieben von Gasturbinen und Ventilatoren verwendet.

Herringbone-Getriebe

Das Fischgrätenrad ist eine Variante des Doppelschrägzahnrads. Der kleine Unterschied zwischen Fischgräten- und Doppelschrägverzahnung ist der Abstand zwischen den beiden gespiegelten Zahnreihen. Zwischen den beiden Zahnreihen gibt es keinen Zwischenraum. Sie sind miteinander verbunden und bilden ein "V" wie ein Fischgrätenmuster.

Sie sind kleiner als doppelschrägverzahnte Zahnräder und werden wegen der höheren Kosten und der komplizierten Herstellung im Vergleich zu anderen Zahnrädern nicht häufig verwendet. Fischgrätenräder werden häufig in der Schwerindustrie wie Bergbau, Schifffahrt, Schiffen und Dampfturbinen verwendet.

Zahnstange und Ritzel

Zahnstange und Ritzel sind eine Kombination von Zahnstangen mit einem schrägverzahnten Zahnrad oder einem Stirnrad, das als Ritzel bezeichnet wird. Eine Zahnstange ist eine flache Stange mit einer geraden Zahnlinie, und die in die Stange eingearbeiteten Zähne sind von identischer Form und Größe in gleichen Abständen. Sie kann schwere Lasten tragen, und der Entwurf und die Herstellung der Zahnstange sind ziemlich einfach und leicht.

Wenn die Zahnstange ein Paar mit dem Stirnrad bildet, hat sie gerade und parallele Zähne, und die Drehbewegung wird in eine lineare Bewegung umgewandelt. Wenn die Zahnstange und das Schrägzahnrad zusammenpassen, sind die Zähne ebenfalls schräg, d.h. sie sind gewinkelt, und die lineare Bewegung wird in eine Drehbewegung umgewandelt.

Zahnstangen werden in vielen Arten von Maschinen eingesetzt, z. B. in Materialtransportanlagen, Zügen und Eisenbahnen, Waagen und Zahnstangenlenkungen in Kraftfahrzeugen.

Kegelradgetriebe

Bei Kegelrädern befinden sich die Zähne auf der konischen Teilungsfläche. Kegelräder werden in der Regel zur Übertragung von Kraft und Bewegung zwischen zwei sich schneidenden Wellen (im 90o-Winkel) verwendet. Es eignet sich ideal für eine 90o-Wellenkonfiguration, kann aber auch für größere oder kleinere Anordnungen verwendet werden. Wegen der hohen Herstellungskosten und der komplexen Produktion werden Kegelräder nicht so häufig verwendet.

Kegelräder werden in Kraftfahrzeugen, Pumpen, Zügen und Eisenbahnen, Kraftwerken, Produkthandhabungsgeräten und Flugzeugen eingesetzt. Nach Form und Anordnung der Zähne lassen sich die kegelförmigen Kegelräder hauptsächlich in drei Typen unterteilen.

Geradverzahnte Kegelräder

Die am häufigsten verwendeten Kegelräder sind geradverzahnte Kegelräder aller Art. Bei diesem Typ sind die Zähne in einem parallelen Muster auf dem Kegelrad angeordnet. Sie sind einfach und leicht herzustellen, aber aufgrund ihrer geraden Zähne erzeugen sie viel Lärm und sind weniger effizient als Spiralräder. Wie die Stirnräder erzeugen sie keine Schubkraft in axialer Richtung.

Zerol Kegelradgetriebe

Es handelt sich um die zweite Art von Kegelrädern, die einen Verdrehwinkel von Null haben. Diese Art von Kegelrädern ähnelt sowohl einem Spiral- als auch einem geraden Kegelrad. Bei Zerol-Kegelrädern sind die Zähne nicht abgewinkelt, sondern gekrümmt wie bei Spiralrädern, d.h. die gekrümmten Zähne sind gerade angeordnet. Sie eignen sich für die gleichen Anwendungen wie geradverzahnte Kegelräder, sind aber haltbarer und geräuschärmer als diese. Die Zerol-Zahnräder gibt es sowohl mit rechts- als auch mit linksgedrehten Zähnen, sie können sich jedoch in beide Richtungen drehen.

Spiralförmige Kegelräder

Die Eigenschaften von Spiralkegelrädern ähneln denen von Schrägstirnrädern. Bei diesen Zahnrädern sind die Zähne auf der konischen Teilungsfläche gekrümmt und erzeugen so eine Schubkraft in axialer Richtung. Die Zähne von Spiralkegelrädern greifen sanfter ineinander, wodurch Geräusche, Vibrationen und die Belastung der Zähne verringert werden. Sie können Vorgänge ausführen, die eine höhere Genauigkeit und eine hohe Geschwindigkeit erfordern. Wie bei den Schrägzahnrädern gibt es sie mit rechts- und linksdrehenden Zähnen. Sie sind kostspielig und schwierig herzustellen, aber haltbarer als geradverzahnte Kegelräder.

Weitere Typen von Kegelrädern

Neben den drei oben genannten Haupttypen gibt es viele weitere Varianten von Kegelrädern. Einige davon sind Hypoid-, Kronen- und Gehrungszahnräder.

Hypoidzahnräder

Hypoidzahnräder sind eine Variante der Spiralkegelräder, aber im Gegensatz zu diesen funktionieren sie auf nicht schneidenden und nicht parallelen Wellen. Die Zähne sind genau wie bei Spiralkegelrädern verdreht und abgewinkelt. Die Verwendung von Lagern ist bei Hypoidrädern ein Muss, da die Anordnung von Zahnrad und Ritzel nicht auf der gleichen Ebene liegt. Die Herstellung von Hypoidzahnrädern ist teurer und komplizierter als die von Spiralkegelrädern. Aufgrund des hohen Preises werden diese Zahnräder nicht sehr häufig verwendet.

Sie kommen in der Zement-, Lebensmittel-, Bergbau- und Getränkeindustrie zum Einsatz, aber die Hauptanwendung von Hypoidgetrieben liegt in der Automobilindustrie. Sie werden auch in Kraftwerken, Förderanlagen, Materialtransportsystemen und Mischern eingesetzt.

Kronenradgetriebe

Kronenräder sind eine weitere Variante von Kegelrädern, bei denen die Teilungsfläche eben ist und der Körper zylindrisch statt konisch ist. Der Name Krone ist auf die kronenartige Struktur zurückzuführen. Die Zähne des Zahnrads sind im Winkel von 90o zur Stirnfläche angeordnet, wodurch es wie eine Krone aussieht. Sie werden auch als "Stirnradgetriebe" bezeichnet. Die Paarung von Kronenrädern hängt von der Gestaltung ihrer Zähne ab, und sie können mit Stirnrädern und anderen Arten von Kegelrädern kombiniert werden. Die Verwendung von Kronenrädern in Maschinen zur Reduzierung von Lärm und Vibrationen ist weit verbreitet.

Gehrungszahnräder

Die Gehrungszahnräder haben einen Wellenwinkel von 90o, während die Winkelgehrungszahnräder einen beliebigen Wellenwinkel außer dem rechten Winkel haben können. Die Gehrungszahnräder werden hauptsächlich in Maschinen verwendet, um die Übertragungsrichtung der Kraft zu ändern und dabei die Geschwindigkeit konstant zu halten. Bei der Verwendung eines Paares von zwei Gehrungszahnrädern mit der gleichen Anzahl und Form von Zähnen wird das Geschwindigkeitsverhältnis 1:1. Die Gehrungszahnräder erzeugen eine Schubkraft (Axiallast), weshalb bei einem Gehrungszahnradpaar immer Axiallager verwendet werden, um die Schubkraft zu verringern.

Worm Gears

Das Schneckengetriebe überträgt Kraft und Bewegung im rechten Winkel zwischen sich nicht schneidenden und nicht parallelen Wellen. Es handelt sich um ein Paar aus Schnecke und Schneckenrad, wobei die Schnecke eine schraubenartige Welle und das Schneckenrad ein zylindrisches Zahnrad ist. Sie zeichnen sich durch einen reibungslosen und leisen Betrieb aus, sind aber in Bezug auf den Wirkungsgrad nicht so gut wie andere Getriebetypen.

Die Herstellung des Sanduhr-Schneckengetriebes ist komplizierter. Das Gleiten der Oberflächen von Schnecke und Schneckenrad verursacht Reibung, was eine Schmierung während der Anwendung erforderlich macht. Wenn die Schnecke einen kleinen Steigungswinkel hat, ist es für das Schneckenrad unmöglich, die Schnecke zu drehen, was als selbsthemmende Eigenschaft bezeichnet wird.

Am häufigsten werden Schneckengetriebe in Systemen eingesetzt, die selbsthemmend sein müssen. Sie werden auch in Lenksystemen von Kraftfahrzeugen, Materialtransportanlagen, Aufzügen und Fahrstühlen verwendet.

Interne Zahnräder

Innenverzahnte Zahnräder sind zylindrische oder konische Zahnräder, bei denen sich die Zähne auf der Innenseite des Zahnradkörpers befinden. Sie bilden ein Paar mit Außenverzahnungen, und die Anzahl der Zähne ist bei beiden Verzahnungen aufgrund der unterschiedlichen Größen unterschiedlich. Der Unterschied in der Anzahl der Zähne ist aufgrund von Verzahnungsproblemen, Trochoid-Interferenz und Evolventen-Interferenz endlich.

In den meisten Fällen werden Stirnräder als Außenräder verwendet, die mit Innenrädern kämmen. Im Gegensatz zum Eingriff von Außenrädern dreht sich das kämmende Paar aus Außen- und Innenrad in dieselbe Richtung. Ritzelfräser werden für die Formgebung und Herstellung von Innenzahnrädern verwendet.

Der Hauptgrund für die Herstellung von Innenverzahnungen ist deren Verwendung in Wellenkupplungen und Planetengetrieben.

Schlussfolgerung

Zahnräder sind ein wesentlicher Bestandteil von Maschinen und werden mit äußerster Sorgfalt und Präzision hergestellt. Die richtigen Zahnräder müssen ausgewählt werden, um das effiziente Funktionieren der Maschine und optimale Ergebnisse zu gewährleisten. Wählen Sie das Zahnrad, das Ihnen am besten passt, oder kontaktieren Sie uns, um mehr über Zahnräder und die richtige Wahl für Sie zu erfahren!