Stirnradgetriebe

In diesem Artikel wird erklärt, was Stirnräder sind und wofür sie verwendet werden. Außerdem werden die verschiedenen Arten von Stirnrädern vorgestellt und welche Vor- und Nachteile diese Art von Getrieben hat.

Was ist ein Stirnradgetriebe?

Stirnräder sind Zahnräder mit geraden Zähnen. Mit anderen Worten: Ein Stirnrad ist ein Zahnrad, dessen Zähne eine gerade Form haben.

Das Hauptmerkmal von Stirnrädern besteht daher darin, dass es sich um einen sehr einfachen Getriebetyp handelt, der aus Zylindern mit radial vorstehenden Zähnen besteht.

Kurz gesagt, im Gegensatz zu anderen Getriebearten wie Schrägverzahnungen und Kegelrädern sind die Zähne von Stirnrädern völlig gerade.

Auf industrieller Ebene sind Stirnräder aufgrund ihrer Einfachheit und ihres günstigen Preises die am weitesten verbreitete Getriebeart. Nachfolgend sehen wir, wofür gerade Zahnräder verwendet werden.

Eigenschaften von Stirnrädern

Nachdem wir die Definition von Stirnrädern kennengelernt haben, wollen wir uns die wichtigsten Parameter von Stirnrädern ansehen.

• Zahn : ist der Teil des Stirnradgetriebes, der die Schubkraft ausübt und somit die Drehbewegung und Kraft von einem Zahnrad auf das andere überträgt.
• Anzahl der Zähne : Dies ist die Gesamtzähnezahl des Stirnrads. Es wird normalerweise durch den Buchstaben Z dargestellt.
• Teilkreis : Dabei handelt es sich um den gedachten Kreis, entlang dem die Zähne des Stirnrads ineinandergreifen, so dass die Teilkreise eines Systems aus zwei Stirnrädern einander tangieren.
• Schlagkreisdurchmesser : Dies ist der Durchmesser des Schlagkreisumfangs.
• Achse : Dies ist das zylindrische Element, das sich in der Mitte des Stirnrads befindet. Seine Funktion besteht darin, die Drehbewegung des Zahnrads zu führen.
• Eingriffswinkel : ist der Winkel zwischen der Richtung der Kontaktkraft zwischen zwei Stirnrädern und der Richtung der Winkelgeschwindigkeit des Stirnrades.
• Teilung : ist der Abstand zwischen einem Punkt auf einem Zahn und demselben Punkt auf einem benachbarten Zahn.
• Modul : ist die Beziehung zwischen dem Teilkreisdurchmesser und der Anzahl der Zähne des Stirnrads. Die entsprechende Formel ist unten dargestellt. Diese Eigenschaft von Stirnrädern ist sehr wichtig, denn damit zwei Stirnräder kämmen können, müssen sie das gleiche Modul haben.

Arten von Stirnrädern

Stirnräder können in zwei Typen eingeteilt werden:

• Außenstirnräder : Die Zähne des Zahnrads befinden sich auf dem Außenprofil des Zahnrads, also auf der Außenseite des Rads.
• Interne Stirnräder – Die Zähne des Zahnrads befinden sich auf dem Innenprofil des Zahnrads, also auf der Innenseite des Rads.

Außenstirnräder können mit Außen- und Innenverzahnungen kämmen. Im Gegensatz dazu können innenliegende Stirnräder nur mit außenliegenden Zahnrädern kämmen.

Zwei ineinandergreifende Außenzahnräder haben entgegengesetzte Drehrichtungen, ein Innenzahnrad dreht sich jedoch in die gleiche Richtung wie das Außenzahnrad, mit dem es kämmt.

Vor- und Nachteile von Stirnrädern

Vorteile von Stirnrädern:

• Stirnräder sind sehr einfach zu konstruieren und herzustellen und daher kostengünstiger als andere Getriebearten.
• Mit ihnen können hohe Leistungen übertragen werden.
• Sie sind effizienter als andere Getriebearten, da sie einen Übertragungswirkungsgrad zwischen 95 % und 99 % haben.
• Stirnräder sind sehr zuverlässig, da sie während des Betriebs kaum durchrutschen. Darüber hinaus sind sie sehr langlebig.
• Bei diesem Getriebetyp tritt keine Axialkraft auf.

Nachteile von Stirnrädern :

• Stirnräder sind nicht zur Übertragung hoher Winkelgeschwindigkeiten geeignet.
• Sie können nur verwendet werden, wenn die Getriebeachsen parallel sind.
• Stirnräder sind sehr laut, insbesondere wenn Sie mit hohen Drehzahlen arbeiten.
• Die Zähne von Stirnrädern müssen hohen Belastungen standhalten.

Stirnradanwendungen

Im Maschinenbau sind Stirnräder die am weitesten verbreitete Getriebeart, da sie am einfachsten herzustellen und am kostengünstigsten sind.

Stirnradgetriebe sind ideal für Anwendungen, bei denen eine niedrige Drehzahl übertragen werden muss und ein hoher Geräuschpegel toleriert werden kann. Stirnräder werden beispielsweise in der Mechanik von Transportsystemen eingesetzt.

Ebenso werden Stirnräder in Motoren, Zahnradpumpen oder sogar in einigen Bearbeitungswerkzeugen eingesetzt.

Da Stirnräder schließlich sehr hohe Leistungen übertragen können, werden sie trotz der Geräuschentwicklung auch in Flugzeug- und Zugmechanismen eingesetzt.