Zahnräder sind wesentliche Komponenten von Motoren; Sie sind mechanische Geräte, die eine Verschiebung des Drehmoments und der Drehzahl von Maschinen bewirken. Es gibt mehrere Zahnräder, von denen jedes seine einzigartigen Bedürfnisse und Standards hat. Diese Kriterien und Spezifikationen können von sehr einfach bis sehr kompliziert reichen.
Obwohl es üblich ist, dass viele Zahnräder zusammenkommen, um anspruchsvolle Maschinen zu bauen, ist dies nicht immer der Fall. Zum Beispiel können Zahnräder in einfachen Geräten wie Uhren gefunden werden, wo sie verwendet werden, um das Tempo zu steuern, mit dem sich die Zeiger der Uhr bewegen. Dieser Beitrag wird die vielen Verwendungen von durchgehen mechanische Getriebe und erkunden Sie die verfügbaren Typen. Weiter gehts mit dem Lesen!
Was sind Zahnräder?
Übermittlung von Drehmoment und die Geschwindigkeit wird durch die Verwendung von Zahnrädern erreicht, bei denen es sich um rotierende mechanische Geräte mit Zähnen handelt. Zahnräder, die in mechanischen Systemen verwendet werden, sind oft zylindrisch und haben Sätze von Zähnen, die den Körper umgeben. Getriebe bezieht sich auf den Zustand, in dem zwei oder mehr Zahnräder im Einklang miteinander arbeiten. Drehzahl- oder Drehmomentänderungen resultieren direkt aus der Kraftübertragung.
Was sind die Vorteile von Zahnrädern?
- Die mechanischen Eigenschaften von Zahnrädern sind sehr stark. Daher können sie höheren Belastungen standhalten.
- Eine Änderung der Geschwindigkeitsverhältnisse ist mit Hilfe eines Getriebes realisierbar.
- Sie funktionieren gut bei niedrigen Geschwindigkeiten.
- Effiziente Kraftübertragung.
- Sie eignen sich zur Übertragung hoher Drehmomentwerte.
- Getriebe müssen nur täglich geschmiert werden, daher wird der Wartung wenig Aufmerksamkeit geschenkt.
- Sie sind sehr langlebig, sodass das Getriebe lange verwendet werden kann.
Was sind die Nachteile von Zahnrädern?
- Es kann laut sein, besonders bei hohen Geschwindigkeiten.
- Sie passen nicht, wenn die Achse weit entfernt ist.
- Zahnräder sind nicht ideal für die Übertragung von Bewegungen über große Entfernungen.
- Sie sind nicht flexibel.
Verschiedene Arten und Anwendungen von Zahnrädern
In der Mechanik hängt die Einteilung von Zahnrädern in verschiedene Kategorien von der Anordnung ihrer Zähne, ihrer Funktion und der Art der Bewegungsübertragung ab. Nachfolgend sind die wesentlichen Getriebearten dargestellt.
Stirnrad
Wenn die Antriebswelle und die Abtriebswelle parallel sind, überträgt ein Stirnrad die Leistung in derselben Ebene wie die Antriebswelle. Stirnräder Zähne haben, die parallel zur Wellenachse ausgerichtet sind. Aus diesem Grund kann es Kraft entlang einer parallelen Welle übertragen, wenn es ein anderes Stirnrad berührt. Sie sind eine der beliebtesten Arten von Zahnrädern und werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter Automobile, Fördersysteme, Zahnradpumpen und -motoren, Geschwindigkeitsbremsen und andere ähnliche Geräte.
Anwendungen von Stirnrädern
Dieser Getriebetyp wird aufgrund seiner unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse in einer Reihe von mechanischen Anwendungen weit verbreitet, z. B. in Kraftwerksmaschinen, Flurförderzeugen, Uhren, Pumpen, Bewässerungssystemen sowie Waschmaschinen und Trocknern. Mehrere (dh mehr als zwei) Stirnräder können gut in einen Getriebezug passen, um eine höhere Untersetzung zu bieten, wenn die Anwendung dies erfordert.
Schrägverzahnung
Im Gegensatz zu Stirnrädern, deren Zähne parallel zur Welle ausgerichtet sind, Schrägverzahnungen enthalten ihre Zähne, die schräg zur Welle stehen. Bei der Übertragung kommen mehrere Zähne miteinander in Kontakt. Als direkte Folge davon sind mechanische Schrägzahnräder in der Lage, größere Lasten zu tragen. Da die Lasten gleichmäßiger verteilt werden, erzeugen sie außerdem im Betrieb weniger Vibrationen und Geräusche. Darüber hinaus sind sie aufgrund der geringeren Reibung Situationen ausgesetzt, die den Verschleiß verringern.
Die Art der Schrägverzahnung kann unterteilt werden in:
- Schraubengetriebe
- Fischgrätengetriebe
- Einfach- oder Doppelschrägverzahnung
Anwendungen von Schrägverzahnungen
- Automobile
- Wasserpumpen
- Mischer
Kegelradgetriebe
Kegelräder haben ein Kegelprofil, und ihre Zähne sind um den Kegel herum angeordnet. Sie wirken als Kraftübertrager zwischen senkrecht zueinander stehenden Wellen. Dies bezieht sich auf Wellen, die im rechten Winkel (90 Grad) aufeinandertreffen. Andererseits sind Kegelräder teuer. Sie übertragen für ihre Größe kein erhebliches Drehmoment in der gleichen Weise wie Konfigurationen mit parallelen Wellen.
Die Art der Kegelräder kann unterteilt werden in:
- Gehrungsgetriebe
- Spiralkegelräder
- Zahnräder
- Zerol® Kegelräder
- Hypoidzahnräder
- Gerade Kegelräder
Anwendungen von Kegelrädern
- Bewässerungssysteme
- Brecher
- Mischer
Schneckengetriebe
EIN Schneckengetriebe hat einen Schnitt in Form einer Schraube auf der Welle (der Schnecke) und kämmt mit einem anderen Zahnrad (Schneckenrad). Dieses Getriebe überträgt die Kraft über Wellen, die sich nicht schneiden und stattdessen rechte Winkel bilden. Das Getriebe arbeitet, indem es einen Gleitkontakt miteinander herstellt, was zu einer geringeren Reibung und einer gleichmäßigeren, weniger lauten Drehung führt. Daher sind sie für den Einsatz in Anwendungen geeignet, die mit großen Stößen verbunden sind. Aufgrund ihrer schlechten Effizienz ist ihr Einsatz jedoch auf Anwendungen beschränkt, die minimale Leistung benötigen.
Anwendungen von Schneckengetrieben
- Kleine Förderer
- Verpackungsanlagen
- Landmaschinen
Zahnstange und Ritzel
Es ist nicht ungewöhnlich, Zahnstangengetriebe paarweise zu sehen. Sie bestehen aus zwei kreisförmigen Zahnrädern, dem Ritzel und der Zahnstange (einem linearen Zahnrad), die ineinander greifen. Sie sind in der Lage, Drehbewegungen in Linearbewegungen umzuwandeln. Diese Zahnräder sind häufig in den Lenksystemen vieler Fahrzeugtypen zu sehen. Es ist möglich, entweder gerade oder schrägverzahnte Zahnräder in einem Zahnstangengetriebesystem zu verwenden.
Anwendungen von Zahnstangen und Ritzel
- Waagen
- Das Lenksystem von Automobilen
- Transfersysteme
Planetengetriebe
Ein Zahnradpaar, das so positioniert ist, dass sich der Mittelpunkt eines Zahnrads um die Nabe des anderen Zahnrads dreht, bildet einen epizyklischen Getriebezug, der oft als Planetenradsatz bezeichnet wird. Die Teilkreise der Planeten- und Sonnenräder rollen ohne Schlupf, weil ein Träger ihre Mittelpunkte verbindet und sie dreht. Ein epizykloidischer Pfad wird durch einen Punkt auf dem Wälzkreis des Planetengetriebes verfolgt. Das Sonnenrad ist unbeweglich, und die Planetenräder drehen sich in diesem einfachen Modell darum.
Anwendungen von Planetengetrieben
Eine häufige Anwendung epizyklischer Getriebezüge besteht darin, eine große Untersetzung auf kleinem Raum zu erreichen. Manchmal wird diese Art von Getriebe in Traktoren und Baumaschinen verwendet, um den Antriebsrädern ein hohes Drehmoment zu bieten.
Innenzahnrad
Ein Zahnrad, dessen Zähne in die Innenfläche eines Zylinders eingeschnitten sind, wird als bezeichnet Innenzahnrad– diese Art von Getriebe passt zu Stirnrädern. Die typische Wälzfräsmaschine, die bei der Herstellung von Stirnrädern verwendet wird, kann aufgrund der Form des Abtriebs nicht zu ihrer Herstellung verwendet werden. In den meisten Fällen wird es mit einer Wälzstoßmaschine (auch Wälzstoßmaschine genannt) hergestellt, die mit einem Ritzelfräser ausgestattet ist.
Anwendungen von Innenzahnrädern
Die häufigste Anwendung von Innenzahnrädern sind Planetengetriebe oder Untersetzungsgetriebe, die aus einem Träger, mehreren Stirnrädern (Planetenrädern genannt) und einem zentralen Sonnenrad bestehen, die sich innerhalb des Innenzahnrads drehen.
Eine kurze Zusammenfassung der Eigenschaften von Zahnrädern nach Typ
| Typen | Eigenschaften | Vorteile | Nachteile | Anwendungen |
| Stirnrad | Häufigster Getriebetyp Gerade Zähne, die parallel zur Getriebewelle geschnitten oder eingesetzt werden Konfiguration für Parallelachsen Runder Getriebekörper Kompatibel mit Stirnrädern, Innenverzahnungen oder Zahnstangengetrieben | Hohe Effizienz und Genauigkeit Einfach herzustellen Kein Schub Kann hohe Lasten bei hohen Geschwindigkeiten aufnehmen | Getriebezähne sind aufgrund der Zahnprofilgestaltung hohen Belastungen ausgesetzt Kann bei hoher Geschwindigkeit Geräusche verursachen | Automobil Uhren Kleine Förderer |
| Schrägverzahnung | Runder Getriebekörper Für Parallelachsenkonfiguration verwenden Die Zähne drehen sich in einem Winkel um den Zahnradkörper Erhältlich in Einzel- und Doppelspiralausführung Erhältlich in rechter und linker Ausführung | Progressives Einrücken reduziert Stoßbelastungen Reibungsloser Betrieb mit weniger Lärm Kann größere Lasten handhaben | Weniger effizient Komplexere Konstruktionen und höhere Herstellungskosten Produkte mit Einzelhelix-Design haben eine hohe Schubkraft, Doppelspiralen jedoch nicht. | Mischer Automobile Wasserpumpen |
| Kegelradgetriebe | Konischer Getriebekörper Konfiguration für sich kreuzende Achsen Erhältlich in spiralförmig, gerade und Zerol® abgeschrägte Designs | Spiralkegelräder: einfachste Kegelradkonstruktion, am einfachsten herzustellen Spiralkegelräder: progressiver Zahneingriff, geringe Stoßbelastungen, Geräusche und Vibrationen Zerol® Kegelräder: leiser und glatter als gerade Kegelräder und im Gegensatz zu Spiralkegelrädern in beide Richtungen drehbar | Hoher Druck, Aufprall und Lärm Komplizierteres Design Höhere Herstellungskosten | Brecher Mischer Bewässerungssysteme |
| Schneckengetriebe | Das Zahnradpaar besteht aus einem kreisförmigen Zahnrad und einem schraubenförmigen Zahnrad Für sich nicht schneidende und nicht parallele Achskonfigurationen | Selbsthemmender Mechanismus Große Untersetzungen und Übersetzungsverhältnisse Leiser und reibungsloser Betrieb | Viel Reibung Niedrige Übertragungseffizienz | Kleine Förderer Landmaschinen |
| Zahnstangengetriebe | Zahnradpaar besteht aus einer Zahnstange und einem Stirnrad Für Parallelachsenkonfiguration verwenden Zahnstange mit Stirn- oder Schrägverzahnung Ändert die Drehbewegung in eine lineare Bewegung oder umgekehrt | Einfaches Design Einfach herzustellen Kann größere Lasten handhaben | Es gibt viel Spiel zwischen den ineinandergreifenden Zähnen Aufgrund des Zahnprofildesigns sind die Reibung und der Druck der Zahnräder hoch Die Übertragung kann nicht unbegrenzt in eine Richtung fortgesetzt werden | Waage Kfz-Lenkung |
| Planetengetriebe | Bestehend aus zwei oder mehr Zahnrädern, die so montiert sind, dass sich der Mittelpunkt eines Zahnrads um den Mittelpunkt des anderen dreht Auch bekannt als Planetengetriebe mit relativen Achsenbewegungen | Leicht Kompakte Struktur Hohe Leistungsdichte | Relativ geringer Wirkungsgrad Der Schmierstoffverlust führt bei hohen Drehzahlen zum Ausfall, da der Schmierstoff weggeschleudert wird | Wird häufig in Automatikgetrieben von Kraftfahrzeugen verwendet |
| Internes Getriebe | Es wird mit einem Zahnradstoßer (oder einer Zahnradstoßmaschine) hergestellt, der mit einem Ritzelschneider ausgestattet ist | Untersetzungsverhältnis bei hoher Drehzahl Geringe Vibration Niedrige Kosten für die gesamte Zuganlage | Es ist im Allgemeinen viel teurer, schrägverzahnte Innenzahnräder herzustellen Aufgrund der Dünnheit des Rings ist es schwierig, eine hohe Präzision zu erreichen | Kraftübertragungen von Hybridfahrzeugen Turbinengeneratoren Roboterarme |
Anwendung verschiedener Arten von Zahnrädern
Zahnräder werden in verschiedenen mechanischen Geräten und Systemen in der gesamten Industrie eingesetzt. Eine breite Palette verschiedener Arten von Getrieben wird in Wohn-, Gewerbe- und Industriebereichen weit verbreitet verwendet, darunter:
- Marine
- Automobile
- Flugzeuge
- Uhren
- Pumps
- Kraftwerke
- Ausrüstung zur Materialhandhabung
- Messgeräte
Eines der am häufigsten verwendeten Zahnräder ist das Getriebe, bei dem es sich um ein Gerät handelt, das aus Zahnrädern in einem Gehäuse besteht. Diese Geräte verwenden verschiedene Arten von Zahnrädern – darunter Kegel-, Schrägstirn-, Schnecken- und Stirnradgetriebe – und wurden entwickelt, um bestimmte Bewegungs- oder Kraftübertragungsaufgaben innerhalb von Maschinensystemen auszuführen, von der Änderung von Drehzahl und Drehmoment bis hin zur Änderung der Ausrichtung der Ausgangswelle. Wie die meisten Getriebesysteme werden Getriebe häufig verwendet, beispielsweise in Automobilen und anderen Kraftfahrzeugen.
Zahnradherstellungsprozesse
Die Zahnradherstellung umfasst einen Prozess, bei dem Zahnräder mit einer Reihe von Prozessen hergestellt werden. Die Hauptprozesse können einfach unterteilt werden in:
- Schmieden
- Extrusion und Kaltziehen
- Pulvermetallurgie
- Ausblenden
- Zahnradbearbeitung
Die Bearbeitung erfolgt normalerweise, um die gewünschte Form und Größe des Zahnrads zu erreichen. Sobald das Zahnrad produziert ist, Oberflächenbehandlungs, wie Schleifen und Honen, können verwendet werden, um die Gesamteigenschaften des Zahnrads zu verbessern.
Überlegungen zur Konstruktion und Auswahl von Zahnrädern
Zahnräder sind in einer Vielzahl von mechanischen Geräten zu finden, und es stehen mehrere verschiedene Arten und Designs zur Auswahl. Die Spezifikationen und Anforderungen der Anwendung bestimmen die Eignung jedes Getriebetyps und seine genaue Auslegung in Bewegungs- oder Kraftübertragungsanwendungen. Einige der Hauptfaktoren sollten bei der Konstruktion und Auswahl von Zahnrädern berücksichtigt werden:
- Betriebs- und Umgebungsbedingungen
- Dimensionsbeschränkungen
- Übertragungsanforderungen
- Designstandards
- Kosten
Fazit
Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, verfügen Sie möglicherweise über Grundkenntnisse über mechanische Zahnräder, ihre Typen, Eigenschaften, Anwendungen, Herstellungsverfahren, Überlegungen und allgemeinen Anwendungen. Jetzt haben Sie vielleicht auch eine Vorstellung davon, welche Art von Ausrüstung für Ihre Projekte am besten geeignet ist. Dann müssen Sie sorgfältig überlegen, auf welchen Hersteller Sie sich am meisten verlassen können. In diesem Fall, Runsom kann immer Ihre erste Wahl für Ihre Gewohnheit sein Zahnradfertigung.
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