Geschliffene Schrägverzahnungen – Präzisionsgeschliffene 15°- und 19°31′-Winkel für eine reibungslose Kraftübertragung unter hoher Belastung

Geschliffenes Schrägverzahnungsrad 1

Die in Korea gefertigten Ever-Power-Schrägverzahnungen werden mit Schrägungswinkeln von 15° und 19°31′, links- und rechtsgängig, mit einem Quermodul von 1 und bis zu 100 Zähnen in der Referenzserie (Bohrung 15 mm, Teilkreisdurchmesser 100 mm, Gesamtlänge 18 mm) hergestellt. Das Zahnschleifen erzeugt eine gleichmäßig feinere Oberflächengüte als Wälzfräsen oder Wälzstoßen und ermöglicht so höhere Kontaktkräfte und einen leiseren Betrieb bei hohen Drehzahlen. Ein passendes Paar (links und rechtsgängig, 15°) kann Stirnräder in den meisten Anwendungen mit paralleler Welle, bei denen eine geringe Geräuschentwicklung im Vordergrund steht, direkt ersetzen.

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Geschliffenes Stirnradgetriebe – Übersicht

A geschliffenes Schrägverzahnungsgetriebe ist ein schrägverzahntes Zahnrad Zahnflanken, deren Zähne nach dem Wälzfräsen oder Stoßen feingeschliffen wurden, anstatt im ungeschliffenen Zustand belassen zu werden, werden durch das Schleifen entfernt. Dadurch werden die Werkzeugspuren des Wälzfräsers oder Stoßfräsers beseitigt und kleinere Fehler im Zahnprofil und der Flankenrichtung, die beim Schneiden entstanden sind, korrigiert. Das Ergebnis ist eine glattere Zahnoberfläche – typischerweise Ra 0,4–0,8 µm im Vergleich zu Ra 1,6–3,2 µm bei einem gut gewälzten Zahnrad –, wodurch die Gleitreibung zwischen den Zähnen reduziert, die Betriebstemperatur gesenkt und die Lebensdauer unter zyklischer Belastung verlängert wird.

Geschliffenes Schrägverzahnungsrad 1

Korea Ever-Power Worm Gear Co.,Ltd produziert geschliffene Schrägverzahnungen Die Zahnräder sind in zwei Standard-Schrägwinkelvarianten erhältlich: 15° und 19°31'. Beide sind sowohl in Links- als auch in Rechtsausführung verfügbar. Die 15°-Serie dient als direkter Ersatz für gerade Stirnräder in Anwendungen, bei denen die vorhandene Wellengeometrie bereits für die geringe Axialkraft einer 15°-Schrägverzahnung geeignet ist. Die 19°31'-Serie ist auf Zahnstangen mit demselben Schrägwinkel abgestimmt und eignet sich für Anwendungen in Linearantrieben, Werkzeugmaschinentischen und Positionierantrieben, bei denen ein reibungsloser Eingriff von Zahnstange und Ritzel ohne Steigungsfehler erforderlich ist. Passende Ersatzkonfigurationen, die mit gängigen metrischen Präzisionszahnradkatalogen kompatibel sind, sind verfügbar – bitte geben Sie Ihre vorhandene Teilenummer oder Zeichnung für eine Querverweisanfrage an.

Technische Spezifikationen

Die nachstehende Referenzspezifikation gilt für die Baureihe Modul 1, 100 Zähne, linksgeschliffene Schrägverzahnung. Korea Ever-Power bietet diese Ausführung auch in rechtsgeschliffener Ausführung an; ein zusammengehöriges Paar gegenläufiger Zahnräder treibt zwei parallele Wellen in entgegengesetzte Richtungen an. Kundenspezifische Zähnezahlen, Bohrungsdurchmesser und Nabenabmessungen sind auf Anfrage erhältlich.

Modul 1, 100 Zähne, linksgängig, geschliffenes Schrägstirnrad – Referenzdaten

Parameter Wert
Bohrungstyp Boden
Quermodul 1
Anzahl der Zähne 100
Helixrichtung Linke Hand
Form S1
Bohrung (A) 15,0 mm
Nabendurchmesser (B) 50,0 mm
Teilkreisdurchmesser (C) 100,00 mm
Außendurchmesser (D) 102,00 mm
Gesichtsbreite (E) 8,0 mm
Nabenbreite (F) 10,0 mm
Gesamtlänge (G) 18,00 mm
Helixwinkel 21°30'
Druckwinkel 20°

Geschliffene vs. gerollte Schrägverzahnung – Was bedeutet der Unterschied in der Praxis?

Sowohl gehobelt als auch geschliffen schrägverzahnte Zahnräder Beide Verfahren basieren auf demselben Rohling und derselben Zahnform, unterscheiden sich jedoch in der Endbearbeitung. Wälzfräsen entfernt Material effizient mit einem Schneckenfräser mit mehreren Zähnen und ist das Standardverfahren für Standardzahnräder. Schleifen hingegen korrigiert mithilfe von Schleifscheiben die beim Wälzfräsen verbleibenden Ungenauigkeiten im Zahnprofil und die Führungsspuren. Die folgende Tabelle fasst die praktischen Unterschiede zwischen den beiden Verfahren hinsichtlich der für die Zahnradleistung relevanten Details zusammen.

Parameter gerolltes Stirnrad Geschliffenes Stirnrad
Zahnoberflächengüte (Ra) 1,6–3,2 µm 0,4–0,8 µm
Genauigkeitsklasse nach ISO 1328 (typisch) ISO 7–9 ISO 4–6
Zulässige Kontaktspannung (gleiches Material) Mäßig Höhere Oberflächenintegrität durch Schleifen reduziert die Entstehungsstellen für Lochfraß.
Geräusche bei hoher Geschwindigkeit Der hörbare harmonische Netzton nimmt mit der Geschwindigkeit zu. Niedrigerer Maschenton; Profilgenauigkeit reduziert die Anregung von Übertragungsfehlern
Einlaufphase erforderlich Typischerweise 40–100 Stunden bei Teillast Kürzer oder gar kein Kontaktmuster ist ab der ersten Masche korrekt.
Stückkosten Untere Höher – ein zusätzlicher Prozessschritt erhöht die Kosten und die Durchlaufzeit
Typische Anwendungen Allgemeine Industrieantriebe, niedrige bis mittlere Geschwindigkeit Werkzeugmaschinen, Servoantriebe, Turbinengetriebe, Präzisionsinstrumente

Vergleich der Zahneingriffe von geradverzahnten und schrägverzahnten Zahnrädern

15° vs. 19°31' Helixwinkel – Die richtige Baureihe auswählen

Die beiden im Korea Ever-Power angebotenen Helixwinkeloptionen geschliffenes Schrägverzahnungsgetriebe Die Winkelreihen sind nicht austauschbar – jede ist für eine spezifische Eingriffsgeometrie optimiert. Die Wahl der falschen Winkelreihe für eine bestimmte Anwendung führt zu einem Führungsfehler im Eingriff, erhöhtem Rauschen und ungleichmäßiger Lastverteilung über die Stirnflächenbreite.

15° geschliffene Schrägverzahnungsserie

Die 15°-Serie ist als Alternative zu Stirnrädern konzipiert. Ein Schrägungswinkel von 15° erzeugt eine geringe axiale Kraftkomponente – etwa 271 TP3T der Tangentiallast –, die mit Standard-Rillenkugellagern ohne Axialvorspannung beherrschbar ist. Der allmähliche diagonale Zahneingriff sorgt für einen messbar gleichmäßigeren Drehmomentverlauf und ein niedrigeres Geräuschniveau im Vergleich zu einem Stirnrad mit gleichem Modul und gleicher Zähnezahl. Ein zusammenpassendes Paar aus links- und rechtsdrehenden 15°-Zahnrädern treibt parallele Abtriebswellen in entgegengesetzte Richtungen an und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen eine gegenläufige Drehung erforderlich ist. Für Instrumentenantriebe, leichte Werkzeugmaschinenköpfe und Tischpräzisionsgeräte bietet die geschliffene 15°-Serie eine einfache Möglichkeit zur Umrüstung von Stirnrädern ohne Änderung des Getriebegehäuses.

19°31' Geschliffene Schrägverzahnungsserie

Die 19°31'-Serie ist für den Eingriff mit Zahnstangen mit demselben Schrägungswinkel ausgelegt. Dieser Winkel ist ein anerkannter Standard in der Präzisionszahnstangenindustrie. Er wurde festgelegt, um bei gleichem Schrägungswinkel zwischen Zahnstange und Ritzel einen theoretisch perfekten Evolventenkontakt zu gewährleisten. Maschinentischantriebe, Portalpositioniersysteme und Roboter-Linearachsen mit präzisionsgeschliffenen Zahnstangen sollten geschliffene 19°31'-Ritzel verwenden, um die für diese Anwendungen erforderliche spielfreie und leichtgängige Bewegung zu erzielen. Eine falsche Anpassung des Ritzelwinkels an eine Standard-15°-Serie oder ein nicht-schrägverzahntes Stirnradritzel auf einer 19°31'-Zahnstange führt zu Übertragungsfehlern und verkürzt die Lebensdauer von Zahnstange und Ritzel.

Wichtigste Vorteile des Schleifens für Schrägverzahnungen

✦ Präziseres Zahnprofil

Präzisionsgeschliffene Schrägverzahnungen erzielen ein engeres Zahnprofil als bearbeitete oder geschnittene Zahnräder und sorgen so für einen gleichmäßigeren Eingriff und eine besser kontrollierbare Bewegungsausgabe – entscheidend für servogetriebene Achsen und Instrumentengetriebe.

✦ Breitere Materialkompatibilität

Das Schleifen eignet sich für gehärtete Werkstoffe, die nach der Wärmebehandlung nicht mehr gewälzt werden können. Das bedeutet, dass das Zahnrad zunächst aufgekohlt oder durchgehärtet und anschließend auf die endgültigen Abmessungen geschliffen werden kann – wodurch maximale Kernzähigkeit mit einer harten, verschleißfesten Zahnoberfläche kombiniert wird.

✦ Höhere Belastbarkeit und Drehmomentkapazität

Geschliffene Schrägverzahnungen halten höheren Kontaktspannungen stand als gefräste Verzahnungen gleicher Größe. Die feinere Oberflächengüte reduziert Spannungsspitzen an den Rauheitsspitzen, die Lochfraß verursachen, und ermöglicht so einen Betrieb nahe der Dauerfestigkeitsgrenze des Materials bei Anwendungen mit hohen Drehmomenten.

✦ Verkürzte Einlaufzeit

Da das Kontaktmuster bereits beim Schleifen optimiert ist, können geschliffene Schrägverzahnungen oft direkt nach dem Einbau unter Volllast betrieben werden. Wälzfräsverzahnungen benötigen typischerweise eine Einlaufphase von 40–100 Betriebsstunden bei reduzierter Last, um Unebenheiten auszugleichen, bevor sie unter Volllast laufen können.

Arten von Schrägverzahnungen

Präzisionssorten und Inspektion

Die Genauigkeit von Zahnrädern wird durch internationale Normen wie ISO 1328, AGMA 2000, DIN 3961 und JIS B 1702 spezifiziert. Diese Normen definieren Toleranzbereiche für den Gesamtprofilfehler, den Steigungsfehler, die Teilungsabweichung und den Rundlauf. Korea Ever-Power geschliffene Schrägverzahnungen Sie werden standardmäßig nach ISO 1328 Klasse 5–6 gefertigt, ISO Klasse 4 ist auf Anfrage für Anwendungen mit höchsten Präzisionsanforderungen erhältlich.

  • ◉ ISO-Klasse 5: Gesamtprofilabweichung ≤ 8 µm (Modul 1). Geeignet für CNC-Werkzeugmaschinenantriebe, Robotergelenke und hochpräzise Linearbewegungssysteme.
  • ◉ ISO-Klasse 6: Gesamtprofilabweichung ≤ 11 µm (Modul 1). Standard für allgemeine Präzisionsgetriebe, Servoantriebe und Instrumentengetriebe.
  • ◉ Prüfgeräte: Jedes geschliffene Zahnrad wird auf einem Zahnradmesszentrum (GMC) hinsichtlich Zahnprofil, Steigung, Teilung und Rundlauf geprüft. Messberichte sind auf Anfrage erhältlich.
  • ◉ Oberflächenbeschaffenheit: Die Zahnflankenrauigkeit Ra wird mittels Profilometer überprüft. Materialzertifikate und Härteprüfprotokolle werden jeder Charge beigefügt.
  • Werkstatt für Stirnradgetriebe 1

Typische Anwendungsszenarien

 

Spindel- und Vorschubantriebe für CNC-Werkzeugmaschinen

In Bearbeitungszentren und Drehmaschinen erfordern die Spindelantriebs- und Vorschubgetriebe geringe Übertragungsfehler über einen weiten Drehzahlbereich. Übertragungsfehler – die Abweichung von einer ideal gleichförmigen Bewegung – äußern sich als Oberflächenfehler an den bearbeiteten Teilen. Geschliffene Schrägverzahnungen Bei ISO-Klasse 5 oder 6 werden Übertragungsfehler minimiert, indem die Zahnprofilfehler von Wälzfräsrädern korrigiert werden. Die 15°-Schrägwinkelreihe kommt zum Einsatz, wenn geringe Axialkräfte akzeptabel sind; die 19°31'-Reihe ist mit Präzisionszahnstangen auf den Linearachsen der Maschine kompatibel.

Servogetriebe und Robotergelenke

Servosysteme reagieren dynamisch auf Positionsbefehle, und jeder Übertragungsfehler wirkt sich im Positionsrückkopplungsregelkreis als Nachführfehler aus. Roboterarmgelenke, Pick-and-Place-Köpfe und Präzisionsschweißpositionierer nutzen diese Technologie. schrägverzahnte Zahnräder mit geschliffenen Zahnflanken, da der geringe Übertragungsfehler es dem Servoregler ermöglicht, eine hohe Positionsgenauigkeit aufrechtzuerhalten, ohne Korrekturen mit hoher Verstärkung durchführen zu müssen, die andernfalls mechanische Resonanzen hervorrufen würden.

Geschliffene Schrägverzahnung, eingesetzt in Präzisionswerkzeugmaschinenantrieben

Präzisionsmess- und optische Instrumente

Koordinatenmessgeräte (KMG), optische Komparatoren und Mikroskoptischantriebe verwenden Zahnradpaare mit sehr feinem Modul, bei denen jede Unregelmäßigkeit in der Zahnform direkt zu einem Positionierfehler führt. Modul 1 oder kleiner geschliffene Schrägverzahnungen Zahnräder mit submikronen Oberflächengüten und engen Teilungstoleranzen sind der Standardtyp für diese Anwendungen. Die glatte Zahnoberfläche reduziert zudem die Geräuschentwicklung in Laborumgebungen.

Verwandte Antriebskomponenten

  • ➜ Katalog für Stirnradgetriebe: Durchstöbern Sie das gesamte Sortiment Hersteller von Stirnrädern Produkte, darunter gehobelte, geschabte und geschliffene Varianten in verschiedenen Modulen und Materialien.
  • ➜ Schneckengetriebe: Für Anwendungen, bei denen ein rechtwinkliger Antrieb oder ein großes Untersetzungsverhältnis in kompakter Bauweise benötigt wird, Schneckengetriebe Kann eine präzise spiralförmige erste Stufe ergänzen. Kontaktieren Sie uns für Unterstützung bei der Entwicklung mehrstufiger Getriebe.
  • ➜ Doppelhelixgetriebe: Wo ein höheres Drehmoment ohne Axialschub benötigt wird, siehe die Doppel-Schrägverzahnung Reihen mit gepaarten linken/rechten Helices für eine axiale Nettolagerbelastung von null.
  • Zahnradtypen 2

Häufig gestellte Fragen

Welche Genauigkeitsklasse erreichen geschliffene Schrägverzahnungen?

Die geschliffenen Schrägverzahnungen von Korea Ever-Power werden standardmäßig nach ISO 1328 Klasse 5–6 gefertigt. Für Anwendungen mit höchsten Anforderungen an die Übertragungsgenauigkeit ist ISO Klasse 4 erhältlich. Wälzfräsverzahnungen erreichen typischerweise Klasse 7–9, sodass das Schleifen eine deutliche Verbesserung der geometrischen Genauigkeit bewirkt.

Kann ein Stirnrad durch ein 15°-geschliffenes Schrägzahnrad ersetzt werden, ohne dass das Getriebegehäuse modifiziert werden muss?

In den meisten Fällen ja – vorausgesetzt, Achsabstand, Bohrungsdurchmesser und Modul sind identisch. Die 15°-Helix erzeugt eine geringe Axialkraft (ca. 271 TP3T Tangentiallast), die Standard-Rillenkugellager ohne Modifikation aufnehmen können. Falls die vorhandenen Lager bereits nahe ihrer dynamischen Tragzahl arbeiten, sollte vor dem weiteren Vorgehen geprüft werden, ob die zusätzliche Axialkraft innerhalb der Gesamttragfähigkeit der Lager liegt.

Warum wird bei Zahnstangen ein Helixwinkel von 19°31' verwendet?

Der Winkel von 19°31' ist ein etablierter Standard für präzisionsgeschliffene Zahnstangen-Ritzel-Systeme. Sowohl die Zahnflanken der Zahnstange als auch die des Ritzels sind auf diesen Schrägungswinkel geschliffen, wodurch ein konjugierter Evolventenkontakt entsteht und Übertragungsfehler entlang des Zahnstangenhubs minimiert werden. Die Verwendung eines Ritzels mit einem anderen Schrägungswinkel auf einer 19°31'-Zahnstange führt zu einer Fehlanpassung der Flanken, die die Last ungleichmäßig über die Zahnbreite verteilt und Geräusche sowie Verschleiß erhöht.

Aus welchen Werkstoffen sind geschliffene Schrägverzahnungen erhältlich?

Die Referenzserie wird aus einsatzgehärtetem legiertem Stahl gefertigt. Da beim Schleifen Material nach der Wärmebehandlung abgetragen wird, kann eine breite Palette an legierten Stählen verwendet werden: 20CrMnTi (einsatzgehärtet, HRC 58–62), 42CrMo (durchgehärtet, HRC 48–54) und SCM415/SCM440-Äquivalente gemäß japanischen Normen. Für korrosionsempfindliche Umgebungen wie Lebensmittelverarbeitungsanlagen und Medizinprodukte ist auch das Schleifen von Edelstahl möglich.

Wie bestimme ich ein geschliffenes Schrägverzahnungsrad für eine Zahnstangen-Linearachse?

Geben Sie das Zahnstangenmodul (Mn), den Zahnstangen-Helixwinkel (muss zum Ritzel passen – 19°31' für Standard-Präzisionszahnstangen), die Ritzelzähnezahl, den erforderlichen Wellenbohrungsdurchmesser und die Keilnut, die Zahnbreite sowie die für die Positioniergenauigkeit der Achse benötigte Genauigkeitsklasse an. Bei Linearantrieben mit hoher Auslastung geben Sie bitte zusätzlich die zu erwartende Anzahl der Zahnstangenübergänge pro Jahr an, damit das geeignete Material und die passende Wärmebehandlung empfohlen werden können.

Welches Schmiermittel wird für geschliffene Schrägverzahnungen in Präzisionswerkzeugmaschinen empfohlen?

Für geschlossene Präzisionsgetriebe wird ein synthetisches PAO-Getriebeöl ISO VG 100–150 bevorzugt. Es behält seine Viskosität über einen weiten Temperaturbereich stabil und enthält weniger polare Additive, die die präzisionsgeschliffenen Oberflächen verschmutzen können. Bei offenen Zahnstangenantrieben von Werkzeugmaschinen wird ein haftendes Fett (NLGI-Klasse 1–2) mit EP-Additiven gemäß den Empfehlungen des Maschinenherstellers, typischerweise alle 4–8 Betriebsstunden, auf die Zahnstange aufgetragen.

Wie lange ist die Lieferzeit für kundenspezifisch geschliffene Schrägverzahnungen?

Standardmodul- und Zähnezahlkombinationen der Referenzserie: 2–3 Wochen. Kundenspezifische Bohrung, nicht standardmäßiges Modul oder besondere Genauigkeitsanforderungen: 4–6 Wochen ab Zeichnungsfreigabe. Für dringende Prototypenbestellungen kontaktieren Sie bitte Korea Ever-Power, um eine beschleunigte Abwicklung zu besprechen. Alle Lieferzeitzusagen werden nach der Konstruktionsprüfung schriftlich bestätigt.

Kundenrezensionen

Lee Joon-seok, CNC-Anwendungsingenieur, Changwon Manufacturing Hub (4. Quartal 2024)

„Wir haben das Vorschubgetriebe eines vertikalen Bearbeitungszentrums mit geschliffenen Schrägverzahnungen von Ever-Power (Modul 1, 60 Zähne) aufgerüstet. Die Oberflächengüte der Zahnradrohlinge war deutlich besser als bei den lokal bezogenen Teilen. Die Oberflächenqualität der bearbeiteten Teile verbesserte sich – wir führen dies größtenteils auf reduzierte Übertragungsfehler zurück. Nach vier Monaten Dreischichtbetrieb gab es keinerlei Beanstandungen.“

Tanaka Hiroshi, Konstruktionsingenieur, Osaka Precision Equipment (2. Quartal 2024)

„Ich habe linksgeschliffene Schrägverzahnungsritzel mit 19°31' für unsere Standard-Schliffzahnstangen eines Portalpositioniersystems spezifiziert. Korea Ever-Power bestätigte die Übereinstimmung des Schrägungswinkels und lieferte einen Messbericht. Das Zahnflankenspiel der neuen Ritzel lag innerhalb unserer Spezifikation von 0,03 mm. Ich bin mit der Dokumentation und der Maßgenauigkeit sehr zufrieden.“

Jung Yoo-jin, Beschaffungsingenieurin, Seoul Robotics Components (3. Quartal 2024)

„Wir verwenden 15°-geschliffene Schrägverzahnungen in den Schultergelenken unseres kollaborativen Roboterarms. Der Geräuschpegel ist unseren Kunden wichtig – die Ever-Power-Zahnräder sind etwa 3 dB leiser als die zuvor verwendeten Wälzfrästeile, was in einer ruhigen Arbeitsumgebung deutlich hörbar ist. Die Bohrungstoleranz entsprach H6 wie spezifiziert. Wir werden wieder bestellen.“

Oh Byung-won, leitender Ingenieur, Daejeon Instrument Lab (1. Quartal 2025)

„Wir haben geschliffene Schrägverzahnungen für den Antrieb eines Koordinatenmessmaschinen-Tisches bestellt. Die Teile wurden mit einem vollständigen Messdatenblatt geliefert – Profil, Steigung, Teilung und Ra-Wert. Alle Werte lagen innerhalb der Toleranzen der ISO-Klasse 5. Der Bericht des Zahnradmesszentrums ersparte uns zwei Tage Wareneingangskontrolle. Die Kommunikation während des gesamten Bestellvorgangs war hervorragend.“

Lim Kian Huat, Technischer Leiter, Penang Automation Systems (2. Quartal 2024)

„Wir haben für unsere Servogetrieberitzel von einem europäischen Lieferanten zu Ever-Power aus Korea gewechselt. Die Lieferzeit sank von 8 auf 3,5 Wochen, und der Preis war um etwa 201 TP3T niedriger. Die Qualität ist einwandfrei – wir verwenden die gleichen Zahnräder seit zehn Monaten ohne jeglichen Zahnverschleiß. Das rechte und linke Paar wurden korrekt zusammengeliefert.“

Zusätzliche Informationen

Editor

Cxm

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