Was Sind Kegelradgetriebe?
Kegelräder sind konische Zahnräder, die die Drehkraft zwischen zwei vertikal angeordneten Wellen übertragen.
Sie werden auch Kegelradgetriebe genannt. Sie haben sich in vielen Maschinen bewährt, z. B. in Werkzeugmaschinen, Industrierobotern und Differentialgetrieben in Kraftfahrzeugen, und können auch als Untersetzungsgetriebe zur Änderung von Drehrichtung und Drehzahl eingesetzt werden. Spiralkegelräder (Kegelräder mit gekrümmten Zahnflanken) werden eingesetzt, wenn die zu übertragende Leistung groß ist oder wenn bei hohen Drehzahlen Geräusche unterdrückt werden sollen.
Anwendungen Für Kegelradgetriebe
Kegelradgetriebe werden häufig als Mechanismus zur Übertragung der Leistung einer rotierenden Welle auf eine geradlinig laufende Welle verwendet. Sie sind in Industriemaschinen auf der ganzen Welt weit verbreitet. Vor allem in Autos und Zügen werden Kegelräder als Mechanismus zur Übertragung der von einem Motor oder einer Maschine erzeugten Drehleistung in eine beliebige senkrechte Richtung verwendet.
Wie Stirnräder dienen auch Kegelräder als Untersetzungsgetriebe, da die Anzahl der Zähne eines Zahnrads verändert werden kann, um die Anzahl der Umdrehungen und das Drehmoment der Leistung umzuwandeln. Durch die lineare Verbindung zweier rotierender Wellen über Kegelräder kann die Eigenschaft genutzt werden, Drehzahlunterschiede zu absorbieren und gleichzeitig die Leistung zwischen den beiden Wellen zu übertragen.
Dies wird insbesondere als Differenzialgetriebe (Differential) genutzt, um den Drehzahlunterschied zwischen linkem und rechtem Rad beim Abbiegen eines Fahrzeugs nach links oder rechts auszugleichen.
Prinzip von Kegelradgetrieben
Das Funktionsprinzip von Kegelrädern besteht darin, dass zwei Zahnräder mit Zähnen, die auf einer konischen Fläche wie ein offener Regenschirm geschliffen sind, kombiniert werden können, um die Drehkraft zwischen Achsen, die nicht parallel (z. B. rechtwinklig) zur Mittelachse der Zahnräder angeordnet sind, effizient zu übertragen. Die Zähne von Kegelrädern übertragen die Leistung durch den Zahneingriff auf die gleiche Weise wie allgemeine Stirnräder, so dass sie weniger durch Reibungskräfte beeinträchtigt werden und einen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung von 98 % oder mehr erreichen.
Wenn die Drehzahl der Welle jedoch zu hoch eingestellt ist, verursacht der Aufprall beim Kontakt der Zähne miteinander Geräusche, was ebenfalls den Übertragungswirkungsgrad verringert. Bei hohen Drehzahlen können Geräusche durch die Verwendung von Spiralkegelrädern mit einer großen Zahnkontaktfläche vermieden werden. Spiralkegelräder sind auch stark und effektiv, wenn die Übertragungskraft hoch ist oder wenn ein großes Untersetzungsverhältnis erforderlich ist.
Arten von Kegelradgetrieben
Neben den normalen Kegelrädern gibt es Spiralkegelräder, Hypoidräder, Zerol-Getriebe, Gehrungsgetriebe und andere Arten von Kegelrädern.
1. Spiralförmiges Kegelradgetriebe
Der Vorteil von Spiralkegelrädern besteht darin, dass sie spiralförmige Zähne haben, die die Zahnflanken beim Eingriff weniger belasten und bei hohen Drehzahlen weniger Geräusche erzeugen. Sie werden auch Spiralkegelräder genannt.
2. Hypoidgetriebe
Dies ist ein Kegelrad, bei dem die Ritzelseite der orthogonalen Achse des Spiralkegelrads versetzt ist. Durch die Verschiebung der Welle kann das Eingriffsverhältnis erhöht und das Drehmoment im Vergleich zu Kegelrädern gesteigert werden, der Übertragungswirkungsgrad ist jedoch geringer.
3 Zerol-Getriebe
Das Zerol-Getriebe ist ein Kegelrad, das die Eigenschaften von geraden Kegelrädern (Straight Bevel Gears) und spiralförmigen Kegelrädern (Spiral Bevel Gears) kombiniert. Es zeichnet sich durch seinen Verdrehwinkel von Null aus.
4, Gehrungsgetriebe
Kegelräder mit einem Wellenwinkel von 90° und einem Zahnverhältnis von 1:1. Sie werden verwendet, wenn keine Drehzahlverschiebung erforderlich ist und die Drehachse nur umgewandelt werden muss.
Weitere Informationen Zu Kegelrädern
Teilkreisdurchmesser von Kegelrädern
Der Durchmesser des Kreises, der diese Position markiert, ist der Teilkreisdurchmesser. Wenn zwei Wellen durch Kegelräder verbunden werden, müssen sie in einem Abstand angeordnet werden, in dem die Teilkreise der Kegelräder einander berühren. Bei großen Einbaufehlern wird der Wirkungsgrad der Übertragung stark reduziert.
Wie bei Stirnrädern ist das Zahnprofil von Kegelrädern evolventenförmig, so dass ein leichter Fehler toleriert werden kann, aber beim Einbau ist Vorsicht geboten. Kegelräder mit großem Eingriffsverhältnis und hohem Untersetzungsverhältnis (Drehmoment), wie z. B. Hypoidräder, benötigen zudem ein spezielles Getriebeöl, da die Wärmeentwicklung entsprechend steigt.
Hypoid-Getriebe haben übrigens eine lange Entwicklungsgeschichte und wurden nach der Kommerzialisierung eines speziellen Öls, das ein Festfressen verhindert, als Getriebe für Kraftfahrzeuge eingesetzt.