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Bauanleitung 121.043
Lernprogramm Getriebetechnik Easy
Wie funktioniert ein Zahnradgetriebe ?
Bei einem Zahnrad sind die Zähne gleichmäßig am Umfang verteilt. Dabei gilt: Je größer der
Durchmesser, desto mehr Zähne. Die Umfangskraft wird vom Zahn des treibenden Zahnrads
auf den Zahn des getriebenen Rades übertragen.
Ein Zahn des einen Rades verschiebt einen Zahn des anderen Rades um einen Zahn. Der
nächste Zahn des treibenden Rades bewegt dann erst wieder den nachfolgenden Zahn des
getriebenen Rades. Man unterscheidet zwischen Stirnradgetrieben, wo die Achsen in der
selben Richtung verlaufen, Kegelradgetrieben wo sich die Achsen schneiden und Schnecken-
getrieben, wo sich die Achsen kreuzen.
Beim Schneckengetriebe lassen sich übrigens die größten Übersetzungsverhältnisse errrei-
chen. Aber was ist das eigentlich ein Übersetzungsverhältnis ?
Übersetzungsverhältnis
Nehmen wir als Beispiel ein ganz gewöhnliches Stirnradgetriebe wie in Versuch 1 und 2. Das kleinere Rad hat weniger Zähne, also müssen auch nur
weniger Zähne für eine Umdrehung bewegt werden. Hat z.B. das kleine Rad 20 Zähne und das große Rad 40 Zähne, dann dreht
sich das kleine Rad zweimal um das große Rad einmal zu drehen. Dieses Getriebe hat ein Übersetzungsverhältnis von 2:1.
Haben beide Räder die gleiche Anzahl an Zähnen (also auch den gleichen Durchmesser), dann ist das Übersetzungsverhältnis 1:1.
Hinweis für Lehrkräfte : Anhand der Übersetzungsverhältnisse der Räder, lässt sich auch gut die „Goldene Regel der Mechanik" erklären.
Ob wie beim Hebelgesetz Hebellängen oder bei den Rädern die Durchmesser verglichen werden, ist unerheblich. In beiden Fällen ergeben sich Über-
setzungsverhältnisse.
Sonderformen der Zahnradgetriebes
Es gibt noch etliche andere Bauformen und Unterarten bei den Zahnradgetrieben. Zum
Beispiel Getriebe mit Innenverzahnung, Stirnschraubgetriebe und ähnliches.
Im Rahmen dieses Lehrbausatzes beschäftigen wir uns aber nur mit der Sonderform des
Zahnstangengetriebes.
Das Besondere an diesem Getriebe ist, dass die Drehbewegung des Zahnrades in eine
geradlinige hin-und hergehende Bewegung umgewandelt wird
Beim Reibradgetriebe
wird die Drehbewegung durch die Reibungskräfte zwischen zwei Rädern übertragen, die
aneinandergedrückt werden. Man spricht von kraftschlüssiger Übertragung. z.B. Fahrraddy-
namo.
Das Zugmittelgetriebe
überbrückt als Besonderheit gleichzeitig zur Kraftübertragung noch Distanzen zwischen
zwei weiter voneinander entfernten Wellen. Auf einfache Weise ist damit auch eine Dreh-
richtungsumkehr möglich (gekreuzter Riementrieb).
Die bekanntesten Varianten sind die Riemengetriebe (Flach- Keil- bzw. Rundriemen) und die
Ketten- bzw. Zahnriemengetriebe.
Der gravierendste Unterschiede zwischen diesen:
Die Riemen übertragen mittels Reibungskräften und haben immer einen gewissen Schlupf.
Die Ketten- und Zahnriemengetriebe übertragen Ihre Kräfte durch Formschluss und können
deshalb auch für exakte Positionierung verwendet werden (Steuerriemen beim Automotor,
Antrieb zum Verfahren des Maschinentischs bei CNC-Maschinen).
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