Schrägverzahnung oder schrägverzahnte Zahnstange und Ritzel?

Stirnradgetriebe:Vor- und Nachteile

Schrägverzahnungen laufen im Vergleich zu Stirnrädern ruhiger und leiser. Dieser Unterschied ist auf die schräge Art und Weise zurückzuführen, wie ihre Zähne um die Rotationsachse interagieren. Diese Achse kann parallel verlaufen oder allgemein in einem Winkel von 90° gekreuzt sein. Bei einer Kreuzung werden Schrägstirnräder zusammen mit einem Schneckengetriebe verwendet, obwohl in diesen Fällen alternativ zwei Kegelräder verwendet werden können.

Wenn sich zwei Zähne bewegen, erfolgt der Kontakt allmählich, beginnend an einem Ende des Zahns und bleibt in Kontakt mit dem Zahnrad, das sich dreht, bis ein vollständiger Kontakt erreicht ist. Ein typischer Steigungswinkel beträgt etwa 15 bis 30 Grad. Andererseits ändert sich die Längsbelastung direkt proportional zur Größe der Schrägungswinkeltangente.

Querverzahnte Schrägstirnräder:Dies sind die einfachsten in der Kategorie der Schrägstirnräder. Sie erzeugen eine Schraub- oder Keilwirkung als Folge des starken Gleitens an den Seiten des Zahns.

Schrägstirnräder mit parallelen Achsen:bestehen aus einer unendlichen Anzahl alternierender Zahnräder geringer Dicke. Dadurch wird jeder Zahn entlang der Seite schief, als wäre er eine zylindrische Spirale. Sie sollten im Kontakt zueinander den gleichen Schrägungswinkel haben, jedoch gegensinnig. Durch den Schrägungswinkel entsteht zusätzlich zur Belastung ein Axialschub.

Doppelhelix oder „Fischgrätenmuster“:Sie sind eine Kombination aus rechtsseitiger und linksseitiger Helix. Nachteilig ist der von den Lagern der Schrägverzahnungen aufgenommene Axialschub.

Vorteile von Schrägverzahnungen

● Die abgewinkelten Zähne arbeiten allmählicher und ermöglichen im Vergleich zu Stirnrädern oder Zahnrädern einen sanfteren und leiseren Getriebebetrieb.

● Schrägstirnräder haben eine längere Lebensdauer und sind ideal für Hochlastanwendungen, da sie eine größere Anzahl an Zähnen in Kontakt haben.

● Die Last wird immer auf mehrere Achsen verteilt, was zu weniger Verschleiß führt.

● Sie können Bewegung und Kraft sowohl zwischen parallelen als auch geradlinigen Achsen übertragen.

Schrägstirnräder aus Metall

Nachteile

Einer der Nachteile dieser Getriebe ist der Schub entlang der Getriebeachse, der durch den Einsatz geeigneter Axiallager ausgeglichen werden muss. Es gibt mehr Gleitreibung zwischen den Zähnen. Dies führt zu erhöhtem Verschleiß während des Betriebs und der Notwendigkeit von Schmiersystemen.

Der Wirkungsgrad von Schrägstirnrädern ist aufgrund des Kontakts zwischen den Zähnen geringer, der axialen Druck erzeugt und Wärme erzeugt. Mehr Energieverlust verringert die Leistung.

Höhere Produktionskosten als Stirnräder.

Zahnräder:Vor- und Nachteile

Stirnräder oder Zahnräder sind die gebräuchlichste Art von Zahnrädern und unterscheiden sich von anderen dadurch, dass ihre Zähne entlang paralleler Achsen ausgerichtet sind. Sie werden verwendet, um hohe Übersetzungsverhältnisse, niedrige und mittlere Geschwindigkeiten zu erreichen. Stirnräder sind sehr nützlich, wenn Bewegungen von einer Welle auf eine andere übertragen werden müssen, die parallel und nahe beieinander liegt.

Vorteile von Stirnradgetrieben

● Sie können verwendet werden, um eine beträchtliche Energiemenge zu übertragen (bis zu etwa 50.000 kW).

● Sie sind sehr zuverlässig.

● Diese Teile sind am einfachsten zu entwerfen und herzustellen. Ein Antriebsprojekt mit Stirnrädern kann schneller eingesetzt werden.

● Sie sorgen für ein konstantes und stabiles Übersetzungsverhältnis.

Das Stirnrad scheint im Vergleich zu einem Schrägstirnrad gleicher Größe effizienter zu sein.

Da der Zahn parallel zu seiner Achse steht, wird keine Axialkraft erzeugt. Daher können die Getriebewellen einfach mit Kugellagern gelagert werden.

Stirnrad aus Kunststoff

● Dies sind langsame Gänge.

● Sie können keine Leistung zwischen nicht parallelen Achsen übertragen.

● Stirnräder erzeugen bei hohen Drehzahlen zu viel Lärm.

● Die Zähne des Rades sind hohen Belastungen ausgesetzt.

● Sie können nicht verwendet werden, um Energie über große Entfernungen zu übertragen.

● Sie sind nicht so belastbar wie andere Arten von Zahnrädern.

Bezogen auf ihre Anwendungen kommen sie häufig in Branchen zum Einsatz, in denen es auf Entschleunigung ankommt und Geräuschpegel nicht so wichtig sind wie im Vertrieb oder in der Sicherheitstechnikbranche. Sie sehen auch eine wichtige Anwendung in der Bewegungsübertragung in einem Planetengetriebemotor.

Zahnstange und Ritzel

Zahnstangen werden verwendet, um eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Die Zahnstange hat gerade Zähne, die in eine Fläche eines quadratischen oder runden Abschnitts der Stange geschnitten sind, und greift in ein Ritzel ein, das ein kleines zylindrisches Zahnrad ist, das mit einer Zahnstange kämmt. Im Allgemeinen werden Zahnstange und Ritzel gemeinsam als "Zahnstange und Ritzel" bezeichnet. Es gibt viele Möglichkeiten, Zahnräder zu verwenden.

Um viele Arten von Zahnstangen und Ritzel anbieten zu können, sind viele Arten von Zahnstangen auf Lager verfügbar. Wenn die Anwendung eine große Länge erfordert, die viele in Reihe geschaltete Zahnstangen erfordert, haben wir Zahnstangen mit korrekt konfigurierten Zahnkanten. Diese werden als „bearbeitete Endzahnstangen“ bezeichnet. Wenn die Zahnstange hergestellt wird, können der Zahnschneideprozess und der Wärmebehandlungsprozess dazu führen, dass sie nicht mehr funktioniert. Mit speziellen Pressen und Reparaturverfahren können wir dies steuern.

Es gibt Anwendungen, bei denen die Zahnstange stationär ist, während sich die Zahnstange bewegt, und andere, bei denen sich die Zahnstange um eine feste Achse dreht, während sich die Zahnstange bewegt. Ersteres wird häufig in Transportsystemen verwendet, während letzteres in Extrusionssystemen und Hebe- / Senkanwendungen verwendet werden kann.

Als mechanisches Element, das Drehbewegungen in Linearbewegungen umwandelt, werden Zahnstangen oft mit Kugelgewindetrieben verglichen. Die Verwendung von Zahnstangen anstelle von Kugelumlaufspindeln hat Vor- und Nachteile. Die Vorteile der Zahnstange sind ihre mechanische Einfachheit, hohe Belastbarkeit und keine Längenbeschränkung etc. Nachteilig ist jedoch das Spiel. Der Vorteil eines Kugelgewindetriebs ist eine hohe Präzision und ein geringeres Spiel, während sein Nachteil darin besteht, dass die Länge aufgrund der Durchbiegung begrenzt ist.

Die Zahnstange und Ritzel werden für Hebemechanismen (vertikale Bewegung), horizontale Bewegung, Positioniermechanismen, Stopps verwendet und ermöglichen die synchrone Drehung mehrerer Wellen in allgemeinen Industriemaschinen. Andererseits werden sie auch in Lenksystemen eingesetzt, um die Fahrtrichtung von Autos zu ändern. Die Eigenschaften der Zahnstangenlenkungen sind wie folgt:einfacher Aufbau, hohe Steifigkeit, klein und leicht und hervorragendes Ansprechverhalten. Dank dieses Mechanismus kämmt das auf der Lenkwelle montierte Ritzel mit der Zahnstange, die die Drehbewegung auf die Seiten überträgt (in eine lineare Bewegung umwandelt), sodass Sie das Rad lenken können. Darüber hinaus werden Zahnstangen und Zahnräder für verschiedene andere Zwecke wie Spielzeug und Seitenriegel verwendet.

Stirnradgetriebe werden typischerweise in Maschinen verwendet, bei denen Antriebe in höheren Geschwindigkeitsbereichen (Gastronomiemaschinen) oder niedrigeren Geräuschpegeln (Automobil- oder Klimaanlagenindustrie) arbeiten müssen. Sie werden auch häufig an Maschinen verwendet, bei denen eine hohe Drehmomentübertragung entlang paralleler Achsen erforderlich ist.