Chinesischer Lieferant von Kfz-Ersatzteilen (OEM) Hinterachsantriebsgetriebe Ritzel mit gekreuzten Schrägverzahnungen

Vorteile eines Stirnradgetriebes

Stirnradgetriebe werden üblicherweise in der Industrie eingesetzt. Sie finden sich häufig in Kraftwerken, wo die zugeführte Energie in abgegebene Energie umgewandelt wird. Es gibt verschiedene Arten von Stirnradgetrieben, darunter Spiral- und Pfeilverzahnungen. Sie sollten sich mit den verschiedenen Typen vertraut machen, bevor Sie sich für ein Getriebe für Ihr Projekt entscheiden.

Helixwinkel

Im Allgemeinen wird der Winkel zwischen einem Zahnradzahn und seiner Wellenachse als Schrägungswinkel bezeichnet. Dieser Winkel ist wichtig für die Bewegungsumwandlung und Kraftübertragung. Er ist nicht mit dem Steigungswinkel zu verwechseln, der eine Linie senkrecht zur Achse des Zahnrads bezeichnet.
Schrägverzahnte Getriebe finden in zahlreichen industriellen Anwendungen Verwendung. Die Öl- und Zuckerindustrie, Gebläse und Förderanlagen gehören zu den Anwendungsgebieten. Sie laufen ruhiger und leiser als Stirnräder.
Stirnradgetriebe lassen sich modular aufbauen. Dies ermöglicht eine wirtschaftlichere Konstruktion und den Austausch von Komponenten. Sie werden auch in geschlossenen Getriebesystemen eingesetzt. Bei einem Stirnradgetriebe muss jedes Gehäusesegment in eine andere Richtung versetzt angeordnet sein. Dies trägt zur Stabilität des Bauteils bei.
Schrägverzahnte Zahnräder eignen sich für Anwendungen mit hohen Qualitätsanforderungen. Dies ist notwendig, um Verschleiß zu minimieren. Für rechtwinklig laufende Schrägverzahnungen wird die Verwendung von Hochdruckschmierstoffen empfohlen. Für Bronzezahnräder sind diese jedoch nicht geeignet.
Neben dem Schrägungswinkel beeinflusst auch das Überdeckungsverhältnis die Leistung des Zahnrads. Je größer der Flächenkontakt zwischen den Zähnen, desto größer die Gleitreibung. Die entstehende Wärme wirkt sich ebenfalls negativ auf die Leistung aus. Daher ist es notwendig, ein Schmiermittel zu verwenden, das die Reibung zwischen den Zahnflächen reduziert. Eine sachgemäße Schmierung verringert den Verschleiß und minimiert die Wärmeentwicklung.
Bei der Bestimmung des optimalen Schrägungswinkels eines Zahnrads ist der Zahnraddurchmesser zu berücksichtigen. Schrägverzahnte Zahnräder weisen einen minimalen Schrägungswinkel von 15 bis 30 Grad auf. Ein größerer Schrägungswinkel erhöht die vom Zahnrad erzeugte Axialkraft, ein kleinerer Schrägungswinkel hingegen die Kontaktspannung.

Spiralzahnräder

Der Einsatz von Spiralverzahnungen in einem Stirnradgetriebe bietet mehrere Vorteile, darunter Laufruhe und Geräuscharmut. Stirnradgetriebe sind zudem hocheffizient und belastbar. Spiralverzahnungen sind außerdem kostengünstiger. Allerdings ist ihre Herstellung aufwendiger.
Schrägverzahnte Zahnräder ähneln Stirnrädern insofern, als ihre Zähne einen Schrägwinkel aufweisen. Der Schrägungswinkel der Zähne ist jedoch nicht konstant. Dieser Winkel beeinflusst die Position des Zahnkontakts mit dem Gegenrad und somit auch die Normalkraft der Zähne.
Der Schrägungswinkel der Zahnräder hängt auch von der Drehrichtung des Zahnrads ab. Beispielsweise steht ein Spiralzahnrad mit einem Schrägungswinkel von 15 Grad üblicherweise senkrecht zur Zahnradachse. Ebenso steht ein Schrägzahnrad mit einem Schrägungswinkel von 30 Grad üblicherweise schräg zur Zahnradachse.
Schrägverzahnte Zahnräder ermöglichen die Verbindung nicht paralleler Wellen. Sie finden Anwendung in Branchen wie Fördertechnik, Lebensmittelindustrie, Kunststoffindustrie und Ölindustrie. Ihr Hauptvorteil liegt in der geringeren Laufruhe im Vergleich zu Stirnrädern. Allerdings weisen sie einen höheren Verschleiß und eine stärkere Reibung auf.
Schrägverzahnte Zahnräder werden auch zur Kraftübertragung zwischen parallelen Wellen eingesetzt. Sie finden zudem Anwendung bei hohen Belastungen und eignen sich daher gut für anspruchsvolle Einsatzbereiche.
Schrägverzahnte Zahnräder sind Stirnverzahnten hinsichtlich der Tragfähigkeit überlegen. Sie laufen ruhiger und leiser als Stirnverzahnungen. Allerdings weisen sie auch einen höheren Reibungskoeffizienten auf. Zudem benötigen sie spezielle Wälzfräser.
Schrägverzahnte Zahnräder lassen sich auch nach ihrem Bezugsquerschnitt in der Standardebene klassifizieren. Der Mittenspalt von schrägverzahnten Zahnrädern mit einem Bezugsquerschnitt in der Drehebene entspricht dem von Stirnrädern.

Fischgrätenzahnräder

Unter den verschiedenen Getriebearten zählt das Stirnradgetriebe zu den gebräuchlichsten. Es findet breite Anwendung in industriellen Prozessen, beispielsweise in Getriebemotoren, Schneckengetrieben und Planetengetrieben.
Ein Schrägverzahnungsgetriebe ist ein richtungsgebundenes Zahnrad mit vertikaler Achse. Sein charakteristisches Merkmal ist der Schrägungswinkel, also der Winkel der Spirale auf der Teilkreisfläche. Dieser Winkel ist konstruktionsbedingt auf acht bis fünfzehn Grad festgelegt. Die tatsächliche Teilung, also die Teilung des Zahnrads bei Drehung im Uhrzeigersinn, variiert mit dem Schrägungswinkel.
Schrägverzahnungen werden nach ihrem Bezugsquerschnitt in der Dreh- und Normalebene klassifiziert. Schrägverzahnungen mit einem Bezugsquerschnitt in der Normalebene haben die gleiche Zähnezahl wie Stirnräder. Schrägverzahnungen mit einem Bezugsquerschnitt in der Drehebene haben hingegen die gleiche Achslücke wie Stirnräder.
Der Hauptvorteil von Schrägverzahnungen liegt im hohen Leistungsgewicht. Darüber hinaus sind sie kompakt und weisen eine gute Eingriffsleistung auf.
Ein weiterer Vorteil ist ihre hohe Drehmomentbelastbarkeit. Diese lässt sich durch Vergrößerung des Schrägungswinkels erreichen. Je größer der Schrägungswinkel, desto ruhiger läuft das Zahnrad. Zudem erhöht sich mit zunehmendem Schrägungswinkel der Eingriffsgrad. Dies ist besonders vorteilhaft bei Anwendungen mit starken Stößen und Vibrationen.
Die Herstellung von Pfeilzahnrädern ist aufwendiger und teurer als die anderer Zahnradtypen. Pfeilzahnräder lassen sich schwierig schneiden und formen. Eine einfache Wälzfräsmaschine ist für diese Art von Zahnrädern nicht geeignet. Allerdings können einige Pfeilzahnräder durch Fräsen bearbeitet werden.
Zu den Problemen von Pfeilverzahnungen zählen mangelnde Axiallast, hohe Reibung und die Interferenz axialer Kräfte. Der Zahneingriff bei Pfeilverzahnungen kann diese Probleme verringern.

Geräusch-, Vibrations- und Rauheitseigenschaften (NVH)

NVH-Tests sind ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung neuer Antriebsstrangprodukte. Sie werden typischerweise während der Pkw-Entwicklung durchgeführt und dienen der Qualitätssicherung von Außen- und Innengeräuschen. Dies ist ein wichtiges Thema bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen und gewinnt mit dem Wachstum der Automobilindustrie weiter an Bedeutung.
Ein typischer NVH-Test umfasst einen Rollenprüfstand, bei dem die Signale aufgezeichnet und auf einer Festplatte gespeichert werden. Anschließend werden sie verarbeitet, um Variationsverteilungen zu erstellen. Unter anderem wurde ein Systemdynamikmodell mit konzentrierten Parametern entwickelt, um umfangreiche Versuchsreihen effizient durchzuführen.
Unter den vielen Komponenten der NVH-Kette spielt das Kegelrad im Achsantrieb eine wichtige Rolle. Seine Eigenschaften sind komplex und zeitlich veränderlich, aber wichtig genug, um untersucht zu werden.
In diesem Beitrag wird eine neue Berechnungsmethode für den Gesamtenergieverbrauch (OTE) von Kegelrädern vorgestellt. Es ist wichtig zu beachten, dass sich das NVH-Verhalten eines elektrisch angetriebenen Schrägverzahnungsgetriebes durch thermische Verformung des Lagers verbessern lässt. Auch bei Aluminiumachsen kann durch Optimierung der Zahnradkonstruktion, der Lager und der Antriebsdynamik ein robustes NVH-Verhalten erzielt werden.
Das Getriebe weist zudem einige weniger bekannte NVH-Eigenschaften auf. Es ist bekannt, dass ein Getriebe eine Anregungsquelle darstellt; dies ist Gegenstand einer anderen Studie. Wichtig ist auch, dass ein Schrägverzahnungssystem bei Änderung der Drehzahl nichtlineares Verhalten zeigt.

Anwendungen

Im Vergleich zu Stirnrädern bieten Schrägverzahnungen eine höhere Tragfähigkeit und einen ruhigeren Lauf. Da sie größere Zähne haben, sind sie zudem leiser. Dies sind die Hauptgründe für ihre weite Verbreitung.
Der Hauptunterschied zwischen Schrägverzahnungen und Stirnrädern liegt in der Art der Verzahnung. Bei Schrägverzahnungen sind die Zähne schräg geschnitten, sodass mehr Zähne in dieselbe Richtung ineinandergreifen. Dies reduziert Stoßbelastungen und Vibrationen. Schrägverzahnungen sind zudem deutlich langlebiger als Stirnräder.
Schrägverzahnte Zahnräder finden in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung. Sie werden häufig Stirnrädern vorgezogen, wenn nicht parallele Wellen erforderlich sind. Auch in der Druck-, Kunststoff- und Zementindustrie sind sie weit verbreitet. Darüber hinaus kommen sie in Förderanlagen und Kühlern zum Einsatz.
Schrägverzahnte Zahnräder bestehen aus einem Material, das sich durch hohe Langlebigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Belastbarkeit auszeichnet. Zudem sind sie kostengünstiger in der Herstellung. Die Befestigung an einer Welle erfolgt mittels Presspassung oder Klebstoff. Als Befestigungsmethode kann eine Nabe oder eine integrierte Welle dienen.
Schrägverzahnungen werden auch in radialer Modulbauweise gefertigt. Dies ist die wirtschaftlichste Variante. Dadurch lassen sich Schrägverzahnungen kompakt herstellen. Zudem wird sichergestellt, dass die Anforderungen an die Lagerpositionierung erfüllt werden.
Schrägverzahnte Zahnräder werden mit speziellen Schleifsteinen gefertigt. Diese werden für jeden Schrägungswinkel benötigt. Der Schrägungswinkel bestimmt die tatsächliche Radialteilung. Dieser beeinflusst auch die Normalkraft des Zahns.
Bei der Verbindung von Schrägverzahnungen mit parallelen Wellen handelt es sich um Rechtsverzahnungen. Diese Zahnräder können mit einem normalen Modulsatz oder mithilfe spezieller Wälzfräser hergestellt werden.

Bearbeitet von CX am 15.11.2023