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Zahnräder werden in Maschinen verwendet, um Geschwindigkeit und Drehmoment zu verändern. Der Begriff “Drehmoment” begegnet uns recht häufig – es handelt sich dabei um die Kraft, die ein Objekt dazu bringt, sich um eine Rotationsachse zu drehen. Sie wird in Krafteinheiten multipliziert mit Längeneinheiten ausgedrückt. Allgemeine Darstellung? Newtonmeter (Nm) aus KI-System. Je größer das Drehmoment ist, desto schwieriger ist es, die Drehbewegung des Objekts zu stoppen oder zu verändern. Bei Kraftfahrzeugen ermöglicht ein höheres Drehmoment eine leichtere Beschleunigung, insbesondere bei schweren Lasten, z. B. beim Fahren an einem Berg.
Zahnräder in der Mechanik
Lassen Sie uns den ersten Satz des Absatzes ein wenig erweitern. Hauptzweck von Getrieben ist die Übertragung einer Drehbewegung von einem Bauteil auf ein anderes bei gleichzeitiger Änderung von Geschwindigkeit und Drehmoment. Die Idee ist, dass das Getriebe die Anpassung der Motordrehzahl an die Anforderungen der jeweiligen Anwendung ermöglicht. In einem Auto sorgt das Getriebe dafür, dass das richtige Drehmoment auf die Räder übertragen wird. Dadurch kann das Auto aus dem Stand anfahren und auf verschiedenen Straßenbelägen eine konstante Geschwindigkeit beibehalten.
Dank dieser Eigenschaft werden Zahnräder häufig in Geräten und Maschinen wie Autos, Fahrrädern, Industriemaschinen und Haushaltsgeräten verwendet. Getriebe können mechanisch, hydraulisch oder elektrisch sein. Jeder Getriebetyp hat seine eigene Anwendung und Eigenschaften, die eine effiziente Übertragung von Drehbewegungen unter verschiedenen Bedingungen ermöglichen.
Schneckengetriebe - wie funktionieren sie?
Das Schneckenrad mit dem ungewöhnlichen Namen ist nur ein Teil eines größeren Maschinenteils, des Schneckengetriebes. Manchmal wird es einfach mit dem gesamten Getriebe verwechselt. Es besteht aus zwei Hauptkomponenten: der Schnecke (Schneckenschraube) und dem Getriebe (Schneckenrad).
Eine Schneckenschraube ist eine spiralförmig gewundene Schraube, die sich um ihre eigene Achse dreht. Wenn sich der Schneckenrotor dreht, bewegt er sich entlang der Drehachse und bewegt gleichzeitig das Zahnrad. Dieses Rad, das namensgebende Schneckenrad, ist ein Bauteil mit Zähnen, die mit der gewundenen Schnecke zusammenwirken. Genauer gesagt, wenn sich die Schnecke dreht, werden die Zähne des kreisförmigen Elements gezwungen, sich mitzudrehen, wodurch sich das Rad dreht. Auf diese Weise konstruierte Getriebe können ein hohes Drehmoment übertragen, was bedeutet, dass sie zum Drehen großer und schwerer Objekte verwendet werden können. Außerdem bieten sie ein hohes Übersetzungsverhältnis, das die Geschwindigkeit deutlich reduziert und gleichzeitig das Drehmoment erhöht. Interessanterweise sind sie in der Schwerindustrie, im Transportwesen und in der Energiewirtschaft zu finden, was nicht verwunderlich ist und mit dem Begriff ‘große und schwere Gegenstände’ zusammenhängt, sowie in Küchenmixern und Saftpressen.
Das selbstständige Bremsen des Schneckengetriebes
Eine interessante Eigenschaft von Schneckengetrieben ist die Selbstbremsung, die unter bestimmten Bedingungen auftritt – aber nicht immer. Selbstbremsung ist die Fähigkeit eines Geräts oder Systems, seine Bewegung und sein Verhalten ohne äußeren Eingriff zu steuern. Im Zusammenhang mit mechanischen Getrieben, wie z.B. Schneckengetrieben, bezieht sich die Selbstbremsung auf die Fähigkeit des Getriebes, Drehbewegungen zu stoppen oder zu bremsen, ohne dass zusätzliche Bremsvorrichtungen erforderlich sind. Selbstbremsende Getriebe, einschließlich Schneckengetriebe, verfügen über eingebaute Mechanismen, die es ihnen ermöglichen, automatisch an einer bestimmten Position zu stoppen, wenn die Kraft nachlässt oder wenn sie externen Widerstandskräften ausgesetzt sind. Dies ist besonders nützlich für Anwendungen, bei denen ein präzises Anhalten oder das Beibehalten einer bestimmten Position von entscheidender Bedeutung ist, z. B. bei Mechanismen zum präzisen Heben, Senken und Halten einer Last in einer festen Position ohne kontinuierliche Stromzufuhr.
Dank ihres Selbstbremseffekts können diese Getriebe die Bewegung auch unter Last stoppen, was zu einem sicheren und stabilen Betrieb beiträgt. Es kommt auch vor, dass aufgrund einer schlechten Schmierung der Reibungskoeffizient den zulässigen Wert überschreitet und das Getriebe zu bremsen beginnt. Andererseits ist es sicherlich nicht nur falsch, sondern auch gefährlich, diese Funktion mit der Bremsfunktion des Systems gleichzusetzen. Der Antriebsstrang mit angehängter Last wird beschleunigt, und wenn der Antrieb abgeschaltet wird, kann die Last nicht stehen bleiben, sondern fällt, wodurch der Strang angetrieben und die Last beschleunigt wird. Wenn der Wirkungsgrad eines Getriebes kleiner als Null ist, bedeutet dies, dass es nicht in der Lage ist, Leistung in eine bestimmte Richtung zu übertragen, d.h. es ist selbstbremsend.
Wahl des Schneckengetriebes
Das Drehmoment ist die absolute Grundlage und wir haben es deshalb in der Einleitung etwas ausführlicher beschrieben. Stellen Sie sicher, dass das Schneckengetriebe über ein ausreichendes Drehmoment verfügt, um die Anforderungen der Anwendung zu erfüllen. Es muss für die Belastungen geeignet sein, denen es bei der Benutzung ausgesetzt ist. Wenn möglich, sollten Sie Lasttests mit dem Getriebe unter realen Bedingungen durchführen, um seine Leistung zu beurteilen und zu prüfen, ob das Drehmoment den Erwartungen entspricht.
Der beobachtete, tatsächliche Wirkungsgrad des Getriebes gibt Aufschluss über Energieverluste bei der Bewegungsübertragung. Wenn das Getriebe in einer Lebensmittel-, Chemie- oder Schwerindustrieumgebung eingesetzt wird, müssen alle Faktoren berücksichtigt werden. Die ersten, an die Sie denken müssen, sind Feuchtigkeit, Staub, Korrosion und Größe. Zu große oder zu schwere Getriebe können unpraktisch oder schwierig einzubauen sein, und die Wahl von kurzlebigen Materialien mit geringer Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sowie die fehlende Verfügbarkeit von Ersatzteilen sind unvermeidliche Probleme.
Zahnräder in der Montageelektronik
Mechanische Zahnräder, einschließlich Schneckengetriebe, werden auch in der Montageelektronik, bei Heimwerkerprojekten und in der Amateur-Robotik eingesetzt. Sie werden verwendet, um die Geschwindigkeit der Bewegung zu ändern, Befestigungselemente in der Automatisierung zu steuern und den Blickwinkel von Kameras einzustellen. Sie können auch dazu tendieren, Heimwerkerprojekte mit beweglichen Mechanismen durchzuführen – Roboter, Tore, automatische Spielzeugtüren und Kunstprojekte. Bei Botland finden Sie diese in den Kategorien Montageteile und Zahnräder.
