Welche Arten von Getriebe gibt es?
Grob unterschieden werden Getriebe je nach verwendeten Bauteilen: Zahnradgetriebe, Zugmittelgetriebe und Reibradgetriebe.
https://youtu.be/sw4NQd-Y5hI
Einleitung
Getriebe gibt es je nach Anwendungszweck in vielen unterschiedlichen Bauformen, z.B. als Zahnradgetriebe, Zugmittelgetriebe, Wälzkörpergetriebe, Schneckengetriebe, Planetengetriebe, etc. Die grundsätzlichen...
Schlupf des Riemens bei Riementriebe
Als (Dehn-)Schlupf bezeichnet man die aufgrund der Elastizität des Riemens stets vorhandene Relativbewegung auf den Riemenscheiben.
Dehnschlupf
Beim Umlauf des Riemens um die Riemenscheiben ist dieser unterschiedlichen Kräften ausgesetzt. Ausgehend der Leertrumskraft steigt...
Schraubenstirnräder (Hyperboloidräder)
Schraubenräder (Hyperboloidräder) erlauben die windschiefe Paarung von Zahnradwellen!
https://youtu.be/P9EtnaMJiVQ
Bei den bisher betrachteten Zahnräder sind die Drehachsen bei einer Paarung stets parallel ausgerichtet. Bei einer besonderen Variante der Schrägverzahnung können Zahnräder auch so...
Kraftübertragung am Riementrieb
Erfahre in diesem Artikel mehr über die Kraftübertragung im Riemen bei Riementriebe und die notwendige Vorspannkraft.
Umfangskraft im Riemen
Bei Riementrieben werden Kräfte von der Antriebsscheibe auf den Riemen und anschließend wieder vom...
Was ist eine Getriebestufe?
Als Getriebestufe bezeichnet man eine Radpaarung innerhalb eines Getriebes an dem sich die Drehzahl bzw. das Drehmoment ändert!
https://youtu.be/sw4NQd-Y5hI
Definition
Die untere Abbildung zeigt schematisch ein Zahnradgetriebe, dessen grundsätzliche Funktion im Artikel Funktionsweise detaillierter...
Mechanische Leistung
Die mechanische Leistung bestimmt sich über die Kraft und Geschwindigkeit bzw. über das Drehmoment und die Drehzahl.
https://youtu.be/sw4NQd-Y5hI
Einleitung
Der Begriff Leistung spielt bei Getrieben eine wichtige Rolle, da diese je nach Motorleistung entsprechend...
Herleitung der Willis-Gleichung (Grundgleichung der Umlaufgetriebe)
Die Willis-Gleichung beschreibt die Bewegung der einzelnen Zahnräder eines Planetengetriebes (Umlaufgetriebe).
https://youtu.be/U1st7mpRw5w
Überlagerung von Bewegungen
Die Gesetzmäßigkeiten der Drehzahlwandlung von Umlaufgetrieben sind im Allgemeinen nicht mehr so einfach zu durchschauen wie die von Standgetrieben....
Herstellung von Zahnräder
Erfahre in diesem Artikel mehr über die verschiedenen Fertigungsprozesse zum Herstellen von evolventenförmigen Zahnräder.
Wälzfräsen
Die Herstellung einer Evolventenverzahnung geschieht häufig durch sogenanntes Wälzfräsen. Die Schneiden des Wälzfräsers sind dabei geradflankig ausgeführt und...
Hypoid-Zahnräder (Hypoidgetriebe)
Mit Hypoidgetrieben lassen sich Drehbewegungen zwischen sich nicht schneidenden Achsen realisieren!
https://youtu.be/P9EtnaMJiVQ
Bei den bisher betrachteten Kegelräder schneiden sich die Achsen von Tellerrad und Ritzel in einem Punkt. Ein Versatz der Achsen (windschiefe...
Wie funktioniert ein Riementrieb?
Riementriebe sind Zugmittelgetriebe, bei denen die Kraftübertragung zwischen den Riemenscheiben i.d.R. kraftschlüssig über Riemen erfolgt.
Einleitung
Riementriebe (auch Riemengetriebe genannt) gehören zur Gruppe der Zugmittelgetriebe. Als Zugmittel dienen dabei Riemen, die über Riemenscheiben...
Arten von Riemen für Riementriebe
Erfahre in diesem Artikel mehr über die verschiedenen Arten von Riemen und deren Anwendung sowie die jeweiligen Vorteile und Nachteile.
Flachriemen
Die einfachste Riemenart ist der Flachriemen. Er besitzt einen rechteckigen Querschnitt und...
Was ist ein Getriebe und wofür wird es verwendet?
Getriebe steuern die zugeführte Leistung zugunsten einer hohen Geschwindigkeit (Drehzahl) oder zugunsten einer großen Kraft (Drehmoment)!
https://youtu.be/sw4NQd-Y5hI
Wo werden Getriebe verwendet?
Im Maschinenbau finden sich sehr viele technische Systeme wieder, die entweder per Muskelkraft...
Spannsysteme für Riemen bei Riementriebe
Für die Aufrechterhaltung der Spannung im Riemen werden verschiedene Spannsysteme eingesetzt. Auf die wichtigsten wird im Folgenden näher eingegangen.
Warum muss die Riemenspannung aufrechterhalten werden?
Die Notwendigkeit der Riemenspannung zur Kraftübertragung ist im...
Kegelräder (Kegelradgetriebe)
Bei Kegelradgetrieben stehen die Achsen der Kegelräder meist rechtwinklig zueinander! Kegelräder dienen somit der Änderung der räumlichen Drehrichtung.
https://youtu.be/iUHV7arCrzM
Einleitung
Anders als bei Stirnräder (Stirnradgetriebe), bei denen die Drehachsen stets parallel zueinander angeordnet sind, können...
Außen- und Innenverzahnung von Zahnräder
Mit einer Innenverzahnung lässt sich der Achsabstand zu einem außenverzahnten Zahnrad verkürzen.
https://youtu.be/6dpMU8K9LG4
Grundsätzlich werden bei Stirnrädern eine Außenverzahnung und eine Innenverzahnung unterschieden. Bei einer Außenverzahnung sind die Zähne am Umfang...
Profilverschiebung von Zahnräder
Bei einer Profilverschiebung wird das Bezugsprofil des Zahnrades bei der Herstellung nach außen verschoben, um einen günstigeren Eingriff zu erhalten.
https://youtu.be/_LojM7tr0iY
Einleitung
Im Artikel Unterschnitt von Zahnräder wurde gezeigt, dass die Vermeidung eines Unterschnitts...
Schmierung von Zahnräder (Getriebe)
Zahnräder müssen aufgrund der starken Beanspruchung im Kontakt mit einem anderen Zahnrad (Reibung) geschmiert werden.
Einleitung
Zahnräder von Getrieben unterliegen aufgrund von Gleitvorgängen an den Flanken dem Verschleiß. Deshalb müssen die Zähne im...
Schrägverzahnung von Zahnräder
Schrägverzahnte Stirnräder sind geräuschärmer und können größere Drehmomente übertragen als geradverzahnte Stirnräder!
https://youtu.be/6dpMU8K9LG4
Um die Geräuschentwicklung zu reduzieren, werden in Stirnradgetrieben häufig schrägverzahnte Zahnräder verwendet. Die Zähne verlaufen bei dieser Schrägverzahnung nicht mehr...
Konstruktion von Zykloidenzahnräder
Die Form der Flanke eines Zykloidenzahnrades entspricht einer Zykloide, die durch Abrollen eines Rollkreises auf einem Grundkreis konstruiert wird.
Konstruktion einer Zykloide
Die Flankenform einer Zykloidenverzahnung bildet die sogenannte Zykloide. Eine Zykloide wird...
Überblick über die Getriebearten und Zahnräder
Je nach Form der Zahnräder und Art der Verzahnung können diese in Stirnräder, Kegelräder und Schnecken bzw. Schneckenräder eingeteilt werden.
https://youtu.be/6dpMU8K9LG4
Die untere Abbildung zeigt eine Auswahl an verschiedenen Zahnradarten, wie sie im...
Grundlagen der Kraftübertragung im Riementrieb
Grundlage der Kraftübertragung im Riementrieb ist die Gleichung nach Euler und Eytelwein (Eulersche-Eytelweinsche Seilreibungsgleichung).
Kräfte an einer feststehenden Riemenscheibe
Im Artikel Wie funktioniert ein Riementrieb? wurde bereits erläutert, dass die Kraftübertragung bei Riementriebe...
Warum halten gekrümmte Riemenscheiben einen Flachriemen in der Spur?
Erfahre in diesem Artikel, warum eine konvexe Wölbung der Riemenscheibe dazu führt, dass sich ein Flachriemen von selbst zentriert und nicht abspringt!
So paradox es auf den ersten Blick auch erscheinen...
Wie funktioniert ein Zykloidgetriebe?
Erfahre in diesem Artikel mehr über den Aufbau, die Funktionsweise sowie Vor- und Nachteile eines Zykloidgetriebes und dessen Anwendung.
https://youtu.be/tS7qOQ0BSNU
Funktionsweise
Die untere Animation zeigt den Aufbau und das Funktionsprinzip eines Zykloidgetriebes.
Dabei treibt eine...
Wie funktioniert eine Drei-Gang-Nabenschaltung?
Erfahre in diesem Artikel mehr über den Aufbau und die Funktion des Planetengetriebes in einer Drei-Gang-Nabenschaltung.
https://youtu.be/uWeaJWwKCZo
Aufbau und Funktion
Die untere Abbildung zeigt schematisch den Aufbau einer 3-Gang-Nabenschaltung wie sie in Fahrrädern wiederzufinden...
Zahnstange
Zahnstangen ermöglichen die Umwandlung der Rotationsbewegung eines Stirnrades in eine geradlinige Bewegung der Zahnstange.
https://youtu.be/6dpMU8K9LG4
Während sich bei Stirnrädern grundsätzlich nur rotatorische Bewegungen ergeben, lässt sich mithilfe einer Zahnstange auch eine lineare Bewegung...
Zahnstange
Erfahre in diesem Artikel mehr über den Eingriff der Zahne eines Zahnrades in die Zähne einer Zahnstange.
https://youtu.be/9MA_IAVxStQ
Einleitung
Die grundlegenden Zusammenhänge beim Eingriff zweier Zahnräder wurden bereits im Artikel Eingriff von Evolventenzahnräder...
Wie funktioniert ein Differentialgetriebe?
Erfahre in diesem Artikel mehr über Aufbau, Funktion und Anwendung eines Differential-Getriebes und die Differentialsperre.
https://youtu.be/E2nlUaIOnGk
Weshalb benötigt man ein Differentialgetriebe?
In Automobilen werden die Räder in der Regel über ein Kegelradgetriebe vom Motor...
Konstruktion der Kurvenscheibe eines Zykloidgetriebes
Erfahre in diesem Artikel mehr über die Konstruktion der Kurvenscheibe eines Zykloidgetriebes.
https://youtu.be/tS7qOQ0BSNU
Form der Kurvenscheibe
Kurvenscheiben mit gewöhnlicher Zykloide
Wie bereits im Artikel "Funktionsweise" erwähnt, setzt sich die Grundform der Kurvenscheibe eines Zykloidgetriebes aus...
Konstruktion von Evolventenzahnräder
Die Evolventenverzahnung wird im Maschinenbau häufig für Zahnräder verwendet, da sie günstige Eingriffsverhältnisse bietet und einfach herzustellen ist.
https://www.youtube.com/watch?v=1kfN53bkq8g
Einleitung
Im Maschinenbau wird fast ausschließlich die Evolvente als Zahnform für Zahnräder genutzt. Man spricht...
Berechnung der Länge von Riemen (Riementriebe)
Erfahre in diesem Artikel wie sich die Länge von Riemen in Riementrieben berechnet.
Für die Konstruktion von Riementrieben ist es notwendig sowohl den Umschlingungswinkel als auch die Riemenlänge bei gegebenen Scheibendurchmessern...
Berechnung von Zahnräder
Evolventenfunktion
Für die Berechnung von Evolventenzahnräder, muss zunächst die evolventenförmige Zahnflanke mathematisch beschrieben werden. Hierzu zeigt die untere Abbildung die zum Grundkreis mit dem Radius rb gehörende Evolvente. Ein Punkt P auf dieser...
Maximale Riemenspannung bei Riementriebe
Erfahre in diesem Artikel mehr über die maximale Riemenspannung, die nicht überschritten werden darf, da sonst der Riemen Schaden nimmt.
Einleitung
Grundsätzlich dürfen die im Riemen wirkenden Kräfte bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten, da...
Triebstockverzahnung als Spezialfall der Zykloidenverzahnung
Erfahre in diesem Artikel mehr über die Triebstockverzahnung als Spezialfall einer Zykloidenverzahnung.
Funktionsweise
Ein Spezialfall der Zykloidenverzahnung mit Punktverzahnung ist die sogenannte Triebstockverzahnung. Die untere Animation zeigt hierzu das Funktionsprinzip der Triebstockverzahnung. Eine...
Eingriff von Zykloidenzahnräder
Erfahre in diesem Artikel mehr über den Eingriff der Zähne von Zykloidenzahnräder und deren Besonderheit.
Eingriffsstrecke
Die untere Abbildung zeigt das Eingriffsverhalten zweier Zykloidenzahnräder. Die strichpunktierten Teilkreise sind zugleich Wälzkreise und entsprechen...
Fliehkräfte im Riemen bei Riementrieben
Bei hohen Drehzahlen nimmt durch die angreifenden Fliehkräfte am Riemen die Anpresskraft und damit die maximal übertragbare Umfangskraft ab.
Erzeugung der Fliehkräfte
Bei antriebslosem Riementrieb wirkt im Ruhezustand nur die Vorspannkraft FV im...
Pfeilverzahnung und Doppelschrägverzahnung von Zahnräder
Pfeilverzahnungen kombinieren den Vorteil von Schrägverzahnungen (hohe Beanspruchbarkeit) mit dem einer Geradverzahnung (keine axialen Kräfte).
https://youtu.be/6dpMU8K9LG4
Pfeilverzahnung
Um den Vorteil einer Schrägverzahnung (höhere Beanspruchbarkeit und geringere Geräuschentwicklung) mit dem Vorteil einer Geradverzahnung (keine Axialkräfte...
Willis-Gleichung angewendet auf Plantengetriebe
Erfahre in diesem Artikel mehr über die Anwendung der Willis-Gleichung auf Planetengetriebe.
https://youtu.be/U1st7mpRw5w
Im Artikel Herleitung der Willis-Gleichung wurde die Grundgleichung für Umlaufgetriebe in der folgenden Form hergeleitet:
begin{align}label{g}&boxed{n_P cdot d_P = n_T cdot...
Berechnung der Lagerkraft für Riementriebe
Erfahre in diesem Artikel mehr über die Berechnung der Lagerkraft von Riementrieben bei gegebener Vorspannung.
Berechnung der Lagerkraft
Die wirkenden Kräfte im Riemen pressen diesen auf die Scheibe und hierdurch wiederum auf das...
Eingriff von Evolventenzahnräder (Kämmen)
Die Berührpunkte zweier im Eingriff befindlicher Zahnflanken beschreiben bei Evolventenzahnräder eine Gerade (Eingriffsgerade).
https://youtu.be/r035yRG54bE
Eingriffslinie
Aufgrund der besonderen Konstruktion der Zahnform eines Evolventenzahnrades (Abrollens einer Geraden auf einem Kreis) wird umgekehrt bewirkt, dass der Schnittpunkt...
Übersetzungsverhältnisse von Plantengetriebe (Willis-Gleichung)
Erfahre in diesem Artikel mehr über die Herleitung der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse von Planetengetriebe.
https://youtu.be/U1st7mpRw5w
Willis-Gleichung für Planetengetriebe
Im Artikel Willis-Gleichung angewendet auf Plantengetriebe wurde folgende Grundgleichung hergeleitet, die die Bewegungen von Sonnenrad (S), Hohlrad...
Wie funktioniert ein Planetengetriebe?
Ein Planetengetriebe ist ein Umlaufgetriebe, bei dem sich mehrere Zahnräder (Planetenräder) auf einem zentralen Zahnrad (Sonnenrad) abwälzen.
https://youtu.be/THh2nDo3Sbk
Standgetriebe
Sogenannte Standgetriebe zeichnen sich dadurch aus, dass die darin befindlichen Zahnräder ortsfeste Drehachsen aufweisen. Die untere...
Wie funktioniert ein Getriebe?
Die Wandlung von Drehzahl und Drehmoment erfolgt in Getriebe durch die Anordnung unterschiedlich großer Zahnräder oder Riemenscheiben.
https://youtu.be/sw4NQd-Y5hI
Drehzahlwandlung
Wie im Artikel Was ist ein Getriebe und wofür wird es verwendet? erläutert, dienen Getriebe...
Unterschnitt von Zahnräder
Als Unterschnitt bezeichnet man das Untergraben des Zahnes bei zu geringen Zähnezahlen und führt zur Schwächung des Zahnfußes!
https://youtu.be/CHaaHiH6aQ4
Unterschnitt
Unterschnitt aufgrund des Herstellungsprozesses
Die unten abgebildete Animation zeigt schematisch den Herstellungsprozess dreier Zahnräder mit...
Optimale Riemengeschwindigkeit für Riementriebe
Bei einer bestimmten optimalen Riemengeschwindigkeit kann ein Riementrieb die maximal mögliche Leistung übertragen.
Einleitung
Im Artikel Leistung wurde gezeigt, dass ein Körper der durch eine Kraft F mit der Geschwindigkeit v bewegt wird...