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Zahnräder

Zahnräder sind wichtige Getriebeteile und stellen gleichmäßige mit Zähnen besetzte Räder zur Kraftübertragung dar. Sie sind Maschinenelemente zur zwangsläufigen Umformung der Bewegung zwischen zwei Drehwellen oder zwischen Drehwelle und Zahnstange. Das Übersetzungsverhältnis von Zahnrädern ist gleich dem Verhältnis der Zähnezahl. Die Wellen können parallel (Stirnräder) oder senkrecht (Kegelräder) zueinander stehen. Zur gleichförmigen Bewegungsübertragung müssen sich die Flanken der miteinander im Eingriff stehenden Zähne aufeinander abwälzen (nicht gleiten). Die Kopflinie wird bei Stirnrädern als Gerade parallel zur Achse, schräg (Schrägzahnrad) oder in V-Form (Pfeilräder) gestaltet; bei Kegelrädern werden auch gekrümmte Zähne (Spiralzähne) verwendet. Eine besondere Form ist die Triebstockverzahnung, bei der die Zähne des einen Rads als runde Stäbe ausgebildet sind. Die Zähne der Zahnräder können außen auf dem Zahnkranz oder innerhalb (Innenverzahnung) liegen.

Die Verzahnung bei Zahnrädern ermöglicht eine zwangsläufige und schlupffreie Bewegungs- und Kraftübertragung zwischen zwei Wellen. Man verbindet parallele Wellen durch Stirnräder, sich schneidende Wellen durch Kegeltriebe, sich kreuzende Wellen durch versetzte Kegeltriebe, Schneckentriebe oder Schraubentriebe. Stirn- und Kegeltriebe wälzen sich im Teilkreis (Wälzkreis) ohne Gleiten aufeinander ab. Bei versetzten Kegeltrieben, Schneckentrieben und Schraubentrieben gleiten die Zähne zusätzlich in Längsrichtung, wobei Gleitarbeit und Verschleiß größer und Geräusch geringer ist.