7 Arten von Getrieben erklärt: Ein vollständiger Leitfaden

Was sind Zahnräder?

Zahnräder sind runde Teile mit Zähne. Diese Zähne helfen, die Kraft von einem drehenden Teil auf ein anderes zu übertragen. Zahnräder unterstützen den Betrieb von Maschinen, indem sie:

Umzug Strom von einem Ort zum anderen
Die Dinge in Bewegung bringen schneller oder Langsamer
Ändern der Richtung Dinge drehen sich

Zahnräder finden sich in vielen Dingen, die man täglich sieht, wie Autos, Uhren und Fahrräder!

7 Haupttypen von Getrieben

Schauen wir uns die groß Arten von Zahnrädern und was jedes einzelne ausmacht Spezial!

1. Stirnradgetriebe

Stirnradgetriebe haben gerade Zähne die herausragen. Sie sind die häufigste Art von Zahnrädern.

Was sie tun: Stromübertragung zwischen nebeneinander laufenden Teilen
Wo man sie findet: Uhren, Spielzeugautos und Fahrsteige
Gute Dinge: Sehr gute Arbeit (85-98% effizient)
Nicht so gut: Kann sein lärmend

Lustige Tatsache: Etwa 65% aller Getriebesysteme in Fabriken verwenden Stirnradgetriebe!

2. Schraubenförmige Zahnräder

Schrägverzahnte Getriebe haben Zähne, die in einem Winkel. Sie sehen aus, als würden sie sich um das Getriebe drehen.

Was sie tun: Sanfte und geräuscharme Kraftübertragung
Wo man sie findet: Autoteile und Wasserpumpen
Gute Dinge20% stärker als Stirnradgetriebe und 6-12 dB leiser
Nicht so gut: Beim Drehen seitlich schieben

Toyota verwendet schrägverzahnte Zahnräder, damit seine Hybridautos leiser laufen.

3. Kegelradgetriebe

Kegelradgetriebe aussehen wie Kegel mit Zähnen. Sie helfen, die Kraft um die Ecke zu bringen.

Was sie tun: Drehrichtung um 90 Grad ändern
Wo man sie findet: Handbohrmaschinen und Autoteile
Gute Dinge: Leistung in Kurven
Nicht so gut: Schwer zu machen

Hubschrauber verwenden spezielle Kegelradgetriebe, um ihre großen Rotorblätter zu bewegen! [^4] Sie können Kegelräder sehen, die aus Präzisions-CNC-Fräsen wenn sehr genaue Teile benötigt werden.

4. Schneckengetriebe

Schneckengetriebe haben eine Schraube Form, die ein Rad dreht. Sie sehen anders aus als andere Zahnräder!

Was sie tun: Verlangsamen Sie das Abbiegen stark (bis zu einem Verhältnis von 100:1)
Wo man sie findet: Aufzüge und große Maschinen
Gute Dinge: Kann die Rückwärtsbewegung von Dingen stoppen
Nicht so gut: Kann einen Teil der Energie als Wärme verschwenden

Aufzüge haben Schneckengetriebe als Sicherheitsvorrichtungen, die sie vor dem Herunterfallen bewahren!

5. Zahnstange und Ritzel

A Zahnstange und Ritzel hat eine gerader Stab mit Zähnen und einem kleinen runden Zahnrad.

Was sie tun: Umwandlung einer Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung
Wo man sie findet: Autolenkung und einige Maschinen
Gute Dinge: Einfaches Design
Nicht so gut: Gutes Setup für gutes Funktionieren erforderlich

6. Planetengetriebe

Planetengetriebe haben ein Zentrum "Sonne" Getriebe mit kleinerem "Planet" Zahnräder, die um sie herumgehen.

Was sie tun: Viel Geschwindigkeitswechsel auf engem Raum
Wo man sie findet: Windkraftanlagen und Autos
Gute Dinge: 3-mal leistungsfähiger als andere Zahnräder im gleichen Raum
Nicht so gut: Komplexer

In Windkraftanlagen werden Planetengetriebe eingesetzt, um die langsame Bewegung der großen Flügel in eine schnelle Drehung zur Stromerzeugung umzuwandeln. Planetengetriebe benötigen oft individuelle Metallbearbeitung um richtig zu funktionieren.

7. Innenverzahnung

Innenverzahnung haben Zähne am innerhalb eines Rings anstelle der Außenseite.

Was sie tun: Helfen Sie mit, dass Planetensysteme funktionieren
Wo man sie findet: In Planetenradsätzen
Gute Dinge: Platz sparen
Nicht so gut: Schwer zu machen

Spezielle Getriebetypen

Es gibt einige Spezial Zahnräder für bestimmte Arbeiten:

Hypoidzahnräder: Wird in Autos verwendet, damit sie 15% besser mit Benzin fahren
Herringbone-Getriebe: Doppelt schraubenförmige Zähne, die sich nicht zur Seite schieben
Keilriemenscheiben: Spezielle Form zum Einrasten auf Wellen
Magnetische Zahnräder: Arbeiten ohne Berührung (wird bei Robotern verwendet)

Die Wahl des richtigen Getriebetyps

Wie wählt man die am besten Ausrüstung? Denken Sie an diese Dinge:

Wichtige Dinge, die Sie bedenken sollten:

Was Sie brauchen	Beste Getriebeart	Warum es funktioniert
Ruhiger Lauf	Schrägverzahnte Getriebe	Abgewinkelte Zähne machen weniger Lärm
Kleiner Raum	Planetengetriebe	3x mehr Leistung auf gleichem Raum
Rechtwinklige Drehung	Kegelradgetriebe	Kegelförmige Kurven
Hohe Geschwindigkeit	Schrägverzahnte Getriebe	Ruhiger Lauf bei hohen Geschwindigkeiten
Bewegung in eine Richtung	Schneckengetriebe	Kann nicht rückwärts gedreht werden
Geradlinige Bewegung	Zahnstange und Ritzel	Dreht die Rotation in eine gerade Bewegung um

Für verschiedene Berufe:

Autos: Verwendung von Hypoid- und Planetengetrieben
Flugzeuge: Leichte, starke Kegelräder verwenden
Roboter: Präzise Stirnräder und magnetische Zahnräder werden benötigt

Unternehmen, die Roboter herstellen, brauchen Präzisionsschleifdienstleistungen für ihre Zahnräder.

Getriebe Materialien

Zahnräder können aus vielen Materialien hergestellt werden verschiedene Dinge:

Metall: Stahl, Eisen, Messing, Bronze
Kunststoff: Nylon, Acetal, POM
Andere: Kohlefaser, Holz (für einige Dinge)

Warum Material wichtig ist:

Stahl Zahnräder sind sehr stark, aber schwer
Kunststoff die Gänge sind leise, aber nicht so stark
Bronze Zahnräder arbeiten gut mit Stahl zusammen und tragen zur Verringerung der Reibung bei

Für Kunststoffzahnräder, CNC-Kunststoff Die Bearbeitung führt zu guten Ergebnissen.

Wie Zahnräder hergestellt werden

Die Gänge müssen sehr genau. Sie werden hergestellt von:

Schneiden: Mit speziellen Maschinen die Zähne schneiden
Wärmebehandlung: Metall härter machen
3D-Druck: Für Kunststoffzahnräder und Versuchsteile

Getriebeprobleme und deren Behebung

Gänge können haben Probleme. Hier sind einige gängige Beispiele:

Lärm: Schrägverzahnung oder bessere Schmierung verwenden
Tragen Sie: Wählen Sie härtere Materialien oder eine bessere Oberflächenqualität
Breaking: Üben Sie nicht zu viel Kraft auf das Getriebe aus

Normen für Getriebe

Die Gänge folgen besondere Vorschriften damit sie zusammenarbeiten:

ISO 1328: Regeln für die Genauigkeit der Zahnräder
AGMA 2000: Regeln für die Belastbarkeit von Zahnrädern
DIN 3961: Regeln für Verzahnungstoleranzen

Mehr als 70% der Industriegetriebe folgen diesen Regeln.

Fragen, die Menschen stellen

Welches ist die stärkste Art von Ausrüstung?

Stirnrad- und Schrägverzahnungen aus gehärtetem Stahl sind für die meisten Aufgaben am besten geeignet.

Welcher Getriebetyp ist für hohe Geschwindigkeiten am besten geeignet?

Präzisionsgeschliffene schrägverzahnte Zahnräder funktionieren am besten bei hohen Geschwindigkeiten, da sie leichtgängig sind.

Wie kann ich das Getriebe leiser machen?

Verwenden Sie Schräg- oder Fischgrätenzahnräder und halten Sie sie gut geschmiert.

Wodurch gehen Zahnräder kaputt?

Schlechte Ausrichtung, schlechte Schmierung oder zu viel Kraftaufwand.

Zusammenfassung

Zahnräder sind erstaunlich Teile, die Maschinen zum Laufen bringen. Vom einfachen Stirnradgetriebe bis hin zu komplexen Planetensystemen hat jeder Typ eine spezielle Aufgabe.