In diesem Artikel wird erklärt, was der Eingriffswinkel eines Getriebes ist. Darüber hinaus wird die Bedeutung des Wertes des Eingriffswinkels bei der Kraftübertragung in einem Mechanismus aufgezeigt.
Was ist der Druckwinkel?
Der Eingriffswinkel ist der Abweichungswinkel, der auftritt, wenn die Zähne zweier Zahnräder in Kontakt kommen.
Genauer gesagt ist der Eingriffswinkel der Winkel zwischen der Richtung der Kontaktkraft zwischen den beiden Zahnrädern und der Richtung der Drehzahl im angetriebenen Zahnrad.
Ebenso kann der Eingriffswinkel zweier Zahnräder auch als Winkel zwischen der Richtung der vom Mechanismus übertragenen Kraft und der Tangentialrichtung des Zahns des angetriebenen Zahnrads definiert werden.
Der Druckwinkel wird auch Schiefwinkel genannt.
Eingriffswinkelwert
Der Standardwert des Eingriffswinkels zwischen zwei Zahnrädern liegt zwischen 14,5° und 20°. Zuvor wurden Druckwinkel verwendet, die näher bei 14,5° lagen. Heute werden Zahnräder in der Regel mit einem Eingriffswinkel von 20° gefertigt.
Der Wert des Eingriffswinkels beeinflusst die auf ein Zahnrad wirkenden Kräfte, denn je kleiner der Eingriffswinkel, desto größer ist die in das Getriebe eingeleitete Kraft. Andererseits sind Zähne mit niedrigem Eingriffswinkel schwächer. Wir müssen daher ein Gleichgewicht finden, um diese beiden Faktoren zu optimieren.
Als Beispiel ist der Eingriffswinkel eines Zahnstangenmechanismus unten dargestellt:
Die Tangentialkraft ist die eingesetzte Kraft, also die Kraft, die die Bewegung des Abtriebsrades bewirkt und somit die Kraft, die die Nutzleistung überträgt. Wir wollen also, dass der Eingriffswinkel klein ist, damit möglichst viel Tangentialkraft übertragen wird.
Wenn außerdem der Übertragungswinkel klein ist, bedeutet dies, dass auch die Axialkraft (oder Radialkraft), die zwischen den beiden Zahnrädern auftritt, gering ist, was zu einem geringeren Zahnverschleiß führt.