2.1 Verzahnung

Bei Stirnradgetrieben kommt es zur Kraftübertragung durch starre Bauteile z.B. über Zahnräder. Als Teilkreisdurchmesser bezeichnet man Kreisumfang an dem der Eingriffspunkt zweier ineinandergreifender Zähne liegt.

Die Zähne können unterschiedliche Formen haben. Die Evolventenverzahnung ist die bedeutendste Verzahnungsart im Maschinenbau.

Generell, bewegt sich der Zahn in radialer Richtung fort. Der Kopf des Zahnes ist jener Teil des Zahnes, der über den Teilkreis hinausgeht. Als Fuß des Zahnes bezeichnet man jenen Teil unterhalb des Teilkreises. Die Zahnform wird, vom Teilkreis ausgehend, in zwei Bereich geteilt: der externe Bereich wird Kopfflanke genannt, der innere Bereich Zahnflanke .

Die Form eines Zahnes (Abb. 1) kann in zwei Bereich unterteilt werden: Als Zahnkopfhöhe (h_a) wird der radiale Abstand zwischem dem Teilkreis und dem Kopfkreis bezeichnet; als Zahnfußhöhe (h_f) bezeichnet man den radialen Abstand zwischen dem Teilkreis und dem Fußkreis . Die Summe beider ergibt die Höhe des Zahnes (h)

Als Teilkreisteilung (p) bezeichnet man die Bogenlänge auf dem Teilkreis zwischen zwei Zähnen. Die Lückenweite (e) ist der Bereich zwischen zwei Zähnen. Die Zahndicke (s) ist die Dicke des Zahnes auf Höhe des Teilkreises. Die Zahnbreite (b) bezeichnet die axiale Länge eines Zahnes.

Damit zwei Zahnräder richtig ineinander greifen können (mit einem Radius des Teilkreises von r₁ und r₂, haben beide die gleiche Teilung p. Die Teilkreisteilung steht daher mit dem Teilkreis in folgender Relation:

wobei z die Anzahl der Zähne eines Zahnrades ist. Daraus ergeben sich weitere wichtige Werte, wie z.B: das Modul (m) :

Um korrekt ineinander zu greifen, müssen zwei Zahnräder über die selbe Zahnradteilung (p) verfügen; somit müssen sie auch den selben Modulwert (m) haben.

Die Anzahl der Zähne hängt auch mit dem Übersetzungsverhältnis (τ) gemäßt der folgenden Formel zusammen:

Damit zwei Zahnräder ineinander greifen, müssen diese den selben Neigungswinkel haben. Die Zähne des Antriebszahnrades übertragen auf die Zähne des Ausgangszahnrades die Kraft (F). Dadurch ergibt sich ein Eingriffswinkel (α) der tangential zum Wälzkreis verläuft. Der Wert des Eingriffswinkels (α) bestimmt die Mindestanzahl der Zähne, die ein Zahnrad haben muss, damit dieses eine Evolventenform hat. Die Übertragungselemente von ELESA verfügen über einen Eingriffswinkel von 20°.