In diesem Artikel wird erklärt, was Kegelräder sind und wofür sie verwendet werden. So erfahren Sie, welche verschiedenen Arten von Kegelrädern es gibt, welche Vorteile sie haben und welche Anwendungen sie haben.
Was ist ein Kegelrad?
Ein Kegelrad ist ein Zahnrad, dessen Zähne konisch geformt sind. Einfach ausgedrückt handelt es sich bei Kegelrädern um eine Art Zahnrad, das die Form eines Kegelstumpfes hat.
Das Hauptmerkmal von Kegelrädern besteht darin, dass sie die Übertragung einer Drehbewegung zwischen zwei sich schneidenden Achsen ermöglichen. Obwohl die Achsen eines Kegelradsystems normalerweise senkrecht stehen, können sie auch für den Betrieb in einem anderen Winkel konstruiert werden.
Im Allgemeinen bestehen Kegelräder aus Gusseisen, Stahllegierungen oder Aluminium. Je nach Verwendungszweck können Kegelräder jedoch auch aus nichtmetallischen Werkstoffen gefertigt werden, was allerdings sehr selten vorkommt.
Arten von Kegelrädern
Arten von Kegelrädern sind:
- Kegelräder mit geraden Zähnen : Art von Kegelrädern mit geraden Zähnen.
- Schrägverzahnte Kegelräder – Eine Art Kegelrad mit abgewinkelten Zähnen.
- Spiralzahn-Kegelräder : Eine Art Kegelrad, dessen Zähne eine Spiralform haben.
- Hypoid-Kegelräder : Art von Kegelrädern, deren Teilungsfläche hyperbolisch ist.
Nachfolgend wird jeder Kegelradtyp ausführlich erläutert. Außerdem sehen Sie ein Beispiel für jeden Kegelradtyp.
Gerade verzahnte Kegelräder
Bei geraden Kegelrädern handelt es sich um Kegelräder, deren Zähne, wie der Name schon sagt, eine gerade Form haben. Generell arbeiten die Wellen von geraden Kegelrädern im rechten Winkel, es ist jedoch auch ein Winkel von 45°, 60° oder 70° möglich.
Diese Art von Kegelradgetriebe wird am seltensten verwendet, da es die meisten Geräusche und Vibrationen erzeugt. Sie werden beispielsweise in Uhren, Bohrmaschinen, Produktionsmaschinen oder Verkaufsautomaten eingesetzt.
Schrägverzahnte Kegelräder
Schrägverzahnte Kegelräder haben Zähne, die relativ zu ihrer Drehachse geneigt sind. Da sie schräg verzahnt sind, verursachen sie weniger Lärm als gerade verzahnte Kegelräder.
Diese Art von Kegelrädern wird in Hinterachsgetrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
Spiralkegelräder
Spiralkegelräder haben spiralförmige Zähne, das heißt, die Zahnradzähne sind gebogen.
Da die Zähne gekrümmt sind, ist die Bewegungsübertragung progressiver und der Kontakt zwischen den Zähnen größer. Ebenso reduzieren sie die Vibrationen und Geräusche, die durch diese Art von Getrieben entstehen.
Spiralförmige Kegelräder werden häufig zur Übertragung hoher Winkelgeschwindigkeiten eingesetzt, beispielsweise in der Mechanik eines Motorrads.
Hypoidkegelräder
Hypoidkegelräder ähneln spiralförmigen Kegelrädern, allerdings ist die Teilungsfläche der Zähne hyperbolisch und nicht konisch.
Diese Art von Kegelrädern eignet sich sehr gut zur Übertragung niedriger Drehzahlen und hoher Drehmomente. Sie werden häufig im Automobilbereich eingesetzt, beispielsweise an den Hinterachsen großer LKWs.
Vor- und Nachteile von Kegelrädern
Nachdem wir nun die Definition von Kegelrad und die verschiedenen Arten von Kegelrädern kennengelernt haben, wollen wir uns die Vor- und Nachteile dieser Art von Zahnrädern ansehen.
Vorteile von Kegelrädern:
- Mit Kegelrädern können Sie die Richtung der Drehachse ändern.
- Darüber hinaus kann die übertragene Winkelgeschwindigkeit auch durch eine Änderung der Zähnezahl am Antriebsrad und am Abtriebsrad erhöht oder verringert werden.
- Mit Kegelrädern können mittlere und niedrige Winkelgeschwindigkeiten übertragen werden.
Nachteile von Kegelrädern :
- Ein Kegelzahnritzel ist so konzipiert, dass es nur mit seinem Komplementärrad zusammenarbeitet.
- Kegelradlager müssen hohen Belastungen standhalten.
- Kegelräder müssen präzise montiert werden.
Anwendungen von Kegelrädern
Kegelräder finden in der Industrie vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Daher wird diese Art von Getrieben in ganz unterschiedlichen Bereichen der Technik eingesetzt, von der Robotik bis zur Luft- und Raumfahrt.
Kegelräder werden beispielsweise in Maschinen eingesetzt, die auf engstem Raum die Drehachse ändern müssen, etwa Bohrmaschinen oder Roboter mit unterschiedlichen Bewegungen.
Ebenso verwendet das mechanische System eines Hubschraubers mehrere Kegelräder, da es verschiedene Wellen mit unterschiedlichen Ausrichtungen drehen muss.