Grundlegende Arten von Zahnrädern und wie sie sich unterscheiden

Getriebe sind Schlüsselkomponenten vieler Elektromotoren und Maschinen. Zahnräder können die Drehmomentausgabe erhöhen, indem sie eine Untersetzung bereitstellen und die Drehrichtung einer Achse, wie z. B. der Hinterräder eines Autos, anpassen. Hier sind einige grundlegende Arten von Zahnrädern und wie sie sich voneinander unterscheiden.
Stirnrad
Die gebräuchlichsten Zahnräder sind Stirnräder, die für große Untersetzungen verwendet werden. Die Zähne von Stirnrädern sind gerade und parallel auf verschiedenen Wellen montiert. Stirnräder werden in Waschmaschinen, Schraubendrehern, Aufziehweckern und anderen Geräten verwendet. Wenn die Zahnräder kämmen und stoßen, erzeugt jeder Stoß laute Geräusche und verursacht Vibrationen, weshalb Stirnräder in Maschinen wie Autos nicht verwendet werden. Eine normale Übersetzung reicht von 1:1 bis 6:1.
Schrägverzahnung
Durch das Zusammenspiel der Zähne arbeiten Schrägverzahnungen ruhiger und leiser als Stirnradverzahnungen. Die Zähne eines Schrägzahnrads sind in einem Winkel zur Zahnradfläche geschnitten. Wenn die beiden Zähne in Eingriff zu treten beginnen, erfolgt der Kontakt allmählich - beginnend an einem Ende des Zahns und Aufrechterhaltung des Kontakts, wenn sich die Zahnräder bis zum vollständigen Eingriff drehen. Typische Schrägungswinkel reichen von etwa 15-30 Grad. Schublasten variieren direkt mit der Größe der Tangente an den Schrägungswinkel. Helikoide sind die am häufigsten verwendeten Zahnräder in Getrieben. Sie erzeugen auch viel Schub und verwenden Lager, um die Schublast zu unterstützen. Über Schrägverzahnungen kann der Drehwinkel um 90 Grad eingestellt werden. wenn auf einer vertikalen Achse montiert. Sein normaler Übersetzungsbereich beträgt 3:2 bis 10:1.
Kegelradgetriebe
Kegelräder werden verwendet, um die Drehrichtung einer Welle zu ändern. Kegelräder haben gerade Zähne, schrägverzahnte oder hypoidförmige Zähne. Geradverzahnungen haben ähnliche Eigenschaften wie Stirnräder und haben ebenfalls großen Einfluss auf den Eingriff. Ähnlich wie bei Stirnrädern reichen normale Übersetzungen für Kegelradgetriebe von 3:2 bis 5:1.
Schrägverzahnungen funktionieren genauso wie Schrägstirnräder. Sie erzeugen weniger Vibrationen und Geräusche als gerade Zähne. Rechts von der spiralförmigen Rampe befindet sich die äußere Hälfte des Zahns, die geneigt ist, sich im Uhrzeigersinn von der Ebene der Achse zu bewegen. Die linke Hand der Spiralfase bewegt sich im Gegenuhrzeigersinn. Übliche Übersetzungsverhältnisse reichen von 3:2 bis 4:1.
Ein Hypoidzahnrad ist ein Schrägzahnrad, dessen Form eher ein Rotationshypoid als ein Kegel ist. Ein Hypoidgetriebe setzt das Ritzel auf dem Zahnkranz oder Tellerrad. Dadurch kann das Ritzel einen größeren Durchmesser haben und bietet mehr Kontaktfläche.
Ritzel und Zahnräder sind normalerweise immer gegensätzlich, und der Steigungswinkel des Ritzels ist normalerweise größer als der Winkel des Zahnrads. Hypoidgetriebe werden aufgrund ihrer großen Übersetzungen in Antriebssträngen eingesetzt. Übliche Übersetzungsverhältnisse reichen von 10:1 bis 200:1.
Schneckengetriebe
Schneckengetriebe werden für große Untersetzungen verwendet. Typisch sind Übersetzungsverhältnisse von 5:1 bis 300:1. Der Zweck des Setups besteht darin, dass die Schnecke das Zahnrad drehen kann, aber das Zahnrad die Schnecke nicht drehen kann. Die Schnecke hat einen flacheren Winkel, sodass die Zahnräder aufgrund der Reibung zwischen den beiden an Ort und Stelle bleiben. Der Antrieb ist für den Einsatz in Förderbandanlagen geeignet, wo die Sperrfunktion als Bremse oder als Notstopp genutzt werden kann.