Ohne Zahnräder wäre es nicht annähernd so einfach, sich fortzubewegen. Diese technischen Komponenten könnten als die stillen Helden unseres täglichen Lebens bezeichnet werden, da sie ihre Geschäfte in Maschinen erledigen, die alle Ehre für ihre harte Arbeit haben.
Hier finden Sie eine kurze Übersicht über die verschiedenen Arten von Zahnrädern und deren Verwendung, für angehende Ingenieure oder für alle, die ihr Wissen auffrischen und einen Gang einlegen möchten - im wahrsten Sinne des Wortes und im übertragenen Sinne.
VERBINDUNG: MASCHINENDESIGN 101: ZAHNRADVERHÄLTNISSE
1. Stirnräder
Stirnräder sind eine der häufigsten Arten von Zahnrädern. Sie haben zylindrische Teilungsflächen und gehören zur Zahnradgruppe der parallelen Welle. Sie haben eine Zahnlinie, die gerade und parallel zur Welle ist.
Stirnräder werden üblicherweise verwendet, da sie relativ einfach hergestellt werden können, während eine hohe Leistungsgenauigkeit erreicht wird. Das größere der kämmenden Paare wird als Zahnrad siehe Abbildung oben und das kleinere als Ritzel bezeichnet. Sie werden normalerweise zur Vergrößerung verwendetoder das Drehmoment in Maschinen wie Waschmaschinen, Wäschetrocknern verringern, Schraubendreher, Aufziehwecker, und Mixer.
2. Schrägverzahnungen
Ähnlich wie Stirnräder werden Schrägverzahnungen mit parallelen Wellen verwendet. Sie sind auch zyklindrische Zahnräder mit gewundenen Zahnlinien. Sie sind jedoch eine deutliche Verbesserung des Designs gegenüber dem Stirnrad. Im Gegensatz zu Stirnrädern sind die Vorderkanten der Zähnebei Schrägverzahnungen sind sie nicht parallel zur Drehachse, sondern schräg gestellt.
Dieses glatte Verzahnen der Zähne bedeutet, dass die Zahnräder höhere Lasten übertragen können und leiser sind als Stirnräder, die bei höheren Geschwindigkeiten laut werden können. Da diese Zahnräder eine Schubkraft in axialer Richtung erzeugen, müssen Drucklager verwendet werdenwird in Maschinen wie Aufzügen und in der Fabrikautomation verwendet.
3. Kegelräder
Kegelräder haben das Aussehen eines Kegels, dessen Oberseite abgeschnitten wurde. Innerhalb der Kegelradfamilie gibt es verschiedene Untergruppen, einschließlich Schrägkegelrädern, geraden Kegelrädern, Spiralkegelrädern und Gehrungskegelrädern.
Kegelräder werden verwendet, um die Kraft zwischen zwei Wellen zu übertragen, die sich an einem bestimmten Punkt schneiden. Sie werden bei Differentialantrieben verwendet, z. B. bei Kurvenfahrzeugen, da sie die Kraft auf zwei Achsen übertragen können, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen.
4. Spiralkegelräder
Spiralkegelräder sind Kegelräder mit gekrümmten Zahnlinien. Ähnlich wie Schrägverzahnungen im Vergleich zu Stirnrädern ermöglicht die Krümmung ein höheres Zahnkontaktverhältnis, was bedeutet, dass Spiralkegelräder effizienter sind als die Standardkegelräderstärker, weniger laut und weniger vibrierend.
Warum haben Spiralkegelräder die Verwendung von Standardkegelrädern, die Sie fragen, nicht vollständig verdrängt? Spiralkegelräder sind schwieriger herzustellen und können bei einigen Anwendungen aufgrund der gekrümmten Zähne auch unerwünschten Schub in axialer Richtung erzeugen.
5. Schneckengetriebe
Die "Schnecke" des Schneckenrads bezieht sich auf eine Schraubenform, die in eine Welle geschnitten ist, an der das Gegenrad oder Schneckenrad befestigt ist. Aufgrund des Gleitkontakts der Zahnradoberflächen wird im Allgemeinen ein hartes Material für die Schnecke verwendet.Um die Reibung zu verringern. Obwohl der Gleitkontakt dazu führt, dass Schneckengetriebe nicht unglaublich effizient sind, ist ihre Drehung sehr gleichmäßig und leise. Daher werden sie häufig für industrielle Anwendungen, schwere Geräte und manchmal für Konsumgüter verwendet.
Schneckengetriebe bieten sehr hohe Untersetzungsverhältnisse und sind häufig selbsthemmend, da sie nicht in umgekehrter Richtung funktionieren können. Diese inhärente Funktion macht sie zu einer sicheren Option für bestimmte Maschinentypen. Ein häufiges Beispiel für eine selbstsperrende SchneckeAusrüstung ist der Maschinenstimmkopf, der bei vielen Saiteninstrumenten, einschließlich der Gitarre, zu finden ist.
6. Kronenräder
Kronenräder, auch als Gegenräder bezeichnet, sind eine Art Kegelrad, dessen Zähne rechtwinklig zur Radebene vorstehen. Dadurch ähneln die Zähne den Spitzen einer Krone und geben dem Zahnrad seinen Namen. Im Gegensatz zur konischen KegelradZahnräder, Kronenräder sind zylindrisch. Sie können je nach Zahnkonstruktion entweder mit anderen Kegelrädern oder Stirnrädern gepaart werden.
Kronenräder werden normalerweise für Anwendungen verwendet, bei denen geräuscharme Zahnräder erforderlich sind. Ein Kronenrad, das mit einer Zahnstange verwendet wird. Durch die ineinandergreifenden Verstopfungen kann das Getriebe auch dann mit der Zahnstange rollen, wenn es bergauf oder seitwärts fahren muss. Sie werden für Züge auf Steigungen, Achterbahnen, Verriegelungstüren auf Gleisen und Lenkräder für Autos verwendet.
7. Sonnen- und Planetenräder
Wir müssen Ihnen wahrscheinlich nicht sagen, warum das Sonnen- und Planetenrad so genannt wird, wie es ist. Die Bewegung seines umlaufbahnimitierenden Schwungrads ermöglicht es dem Sonnen- und Planetenrad, die Hin- und Herbewegung umzuwandeln. in Drehbewegung. Deshalb hat James Watt es in seinen frühen Dampfmaschinen verwendet.
In der Abbildung oben ist die Sonne gelb, der Planet rot, während der hin- und hergehende Arm blau ist. Schwungrad ist grün und die Antriebswelle grau. Sonnen- und Planetengetriebe sind ein Beispiel für ein Planetengetriebe oder ein Planetengetriebe, bei dem Die Mitte eines Zahnrads dreht sich um die Mitte eines anderen. Sie werden für alles verwendet, von Bleistiftspitzern bis hin zu Lokomotivmotoren.