Räderwerk

In diesem Artikel wird erläutert, was Räderwerke sind und wofür sie verwendet werden. Sie erfahren also, was der Begriff „Räderzug“ bedeutet, Beispiele für Räderzüge, wie das Übersetzungsverhältnis eines Räderzuges berechnet wird und schließlich, welche verschiedenen Arten von Räderzügen es gibt.

Was ist ein Räderwerk?

Ein Räderwerk ist ein kreisförmiger Übertragungsmechanismus, der aus einem Satz Zahnrädern besteht. Mit anderen Worten: Ein Räderwerk ist ein System, das aus mehreren miteinander verbundenen Zahnrädern besteht.

Mit dem Getriebe können Sie eine viel höhere Übersetzung als mit einem einfachen Getriebe erzielen. Ein Räderwerk dient also dazu, die Winkelgeschwindigkeit einer Achse erheblich zu erhöhen oder zu verringern. Andererseits nimmt ein Zahnrad in der Regel mehr Platz ein als ein einfaches Zahnrad.

Im Gegensatz zu anderen Arten von Übertragungsmechanismen benötigt ein Zahnrad keinen Verbindungsmechanismus wie einen Riemen oder eine Kette, sondern besteht einfach aus mehreren Zahnrädern, deren Zähne ineinander greifen.

Im Maschinenbau gibt es für das Räderwerk vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Das Getriebe und das Differenzial eines Autos sind beispielsweise Zahnräder. Darüber hinaus verfügen viele Haushaltsgeräte über ein eingebautes Getriebe, um die Drehzahl zu erhöhen oder zu verringern.

Beispiel eines Räderwerks

Nachdem wir die Definition eines Zahnrads kennengelernt haben, wird im Folgenden ein Beispiel für diese Art von Zahnrad erläutert, um das Konzept vollständig zu verstehen.

Im folgenden Bild sehen Sie ein Beispiel für ein Räderwerk, genauer gesagt handelt es sich um ein Getriebe, das aus fünf Zahnrädern besteht: dem Eingangszahnrad, einem Doppelzahnrad, einem Leerlaufzahnrad und dem Ausgangszahnrad. Ausfahrt.

Beispiel eines Räderwerks

Der Mechanismus beginnt am Eingangsrad, dem linken Rad. Wenn auf das Eingangszahnrad eine Drehbewegung ausgeübt wird, drehen sich auch die nachfolgenden Zahnräder, da die Räder miteinander kämmen.

In diesem Fall wird die Drehzahl in zwei Schritten erhöht. Erstens hat das Antriebsrad mehr Zähne als Ihr Zahnrad, sodass die Winkelgeschwindigkeit zunimmt. Bei diesem Zahnrad handelt es sich um ein Doppelzahnrad, an dessen Welle ein weiteres Zahnrad gekoppelt ist. Dieses Zahnrad hat außerdem mehr Zähne als das Abtriebszahnrad, sodass die Winkelgeschwindigkeit zum zweiten Mal zunimmt.

Allerdings befindet sich zwischen dem Abtriebsrad und dem Doppelrad ein Losrad, das dazu dient, die Drehrichtung des Abtriebsrads zu ändern, d. h. die Funktion dieses Zahnrads besteht lediglich darin, die Drehrichtung des letzten Rads zu ändern. Um also festzustellen, ob die Winkelgeschwindigkeit zunimmt oder abnimmt, werden die Zähne des Doppelzahnrads tatsächlich direkt mit den Zähnen des Abtriebszahnrads verglichen.

Übersetzungsverhältnis eines Räderwerks

Das Übersetzungsverhältnis eines Getriebes ist das Verhältnis der Ausgangswinkelgeschwindigkeit zur Eingangswinkelgeschwindigkeit. Daher ist das Übersetzungsverhältnis eines Getriebes der Quotient zwischen der Ausgangs- und der Eingangswinkelgeschwindigkeit.

i=\cfrac{\omega_{\text{output}}}{\omega_{\text{input}}}}

Das Übersetzungsverhältnis eines Räderwerks lässt sich auch berechnen, indem man die Zähnezahl der Antriebsräder durch die Zähnezahl der Antriebsräder dividiert. Die Formel für das Übersetzungsverhältnis eines Räderwerks lautet daher:

i=\cfrac{\displaystyle \prod_{k=1}^n Z_{\text{conductive}_k}}{\displaystyle \prod_{k=1}^n Z_{\text{conductive}_k} }

Beachten Sie, dass Zwischenräder sowohl im Zähler als auch im Nenner der Formel angegeben werden müssen, da es sich sowohl um antreibende als auch um angetriebene Räder handelt.

Ebenso entspricht das Gesamtübersetzungsverhältnis eines Getriebezugs dem Produkt der Übersetzungsverhältnisse zwischen Zahnradpaaren.

\displaystyle i=\prod_{k=1}^n i_k=i_1\cdot i_2\cdot i_3\cdot \ldots \cdot i_n

Als Beispiel wird im Folgenden das Übersetzungsverhältnis des folgenden Getriebesatzes berechnet:

Übersetzungsverhältnis eines Räderwerks

i=\cfrac{\displaystyle \prod_{k=1}^n Z_{\text{conductive}_k}}{\displaystyle \prod_{k=1}^n Z_{\text{conductive}_k} }=\cfrac{12\cdot 12}{24\cdot 18}=0,33

In diesem Fall ist das Übersetzungsverhältnis des Getriebes kleiner als 1, was bedeutet, dass es als Untersetzungsmechanismus wirkt, d. h. die Ausgangswinkelgeschwindigkeit ist kleiner als die Eingangswinkelgeschwindigkeit.

Arten von Räderwerken

Getriebezüge können in die folgenden Typen eingeteilt werden:

  • Festachsgetriebe – Die Radachsen sind fest. Es können zwei Untertypen unterschieden werden:
    • Einfaches Räderwerk : Es besteht nur aus miteinander kämmenden Rädern, d. h. jede Achse ist auf einem einzigen Zahnrad montiert.
    • Zusammengesetztes Räderwerk – Das Räderwerk verfügt über mindestens ein Doppelrad. Das heißt, auf einer der Achsen sind zwei Zahnräder montiert.
  • Planetengetriebe (oder Planetengetriebe) – Die Achse einiger Zahnräder ist nicht fest, kann aber bewegt werden. Damit sich ein Rad (Satellit) um ein anderes Rad dreht.

Einzelgetriebe

Einzelgetriebe

Verbundgetriebe

Verbundgetriebe

Planetenzug

Planetengetriebe (oder Planetengetriebe).

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