Geradverzahnung für Zahnräder und Welle-Nabe-Verbindungen
Wir fertigen Geradverzahnungen für Zahnräder, Wellen und Naben nach Zeichnung und technischen Vorgaben. Je nach Bauteil dient die Verzahnung entweder der Übertragung von Bewegung zwischen zwei Wellen oder als formschlüssige Verbindung zwischen Welle und Nabe.
Geradverzahnte Zahnräder kommen vor allem in Stirnradgetrieben zum Einsatz. Keilwellenprofile und Evolventenverzahnungen nach DIN 5480, DIN 5482 oder ANSI B92.1 übernehmen dagegen die Aufgabe, Drehmomente zwischen einer Welle und einem aufgesteckten Bauteil zu übertragen.
Beide Anwendungen nutzen gerade verlaufende Zähne, erfüllen konstruktiv jedoch unterschiedliche Funktionen. Deshalb betrachten wir Zahnradverzahnungen und Welle-Nabe-Profile nicht als austauschbare Ausführungen, sondern richten die Fertigung am tatsächlichen Einsatzfall aus.
Geradverzahnte Zahnräder bei technischen und konstruktiven Anforderungen
Für geradverzahnte Zahnräder sind unter anderem folgende Fragen relevant:
Geradverzahnung nach Zeichnung fertigen lassen
Für geradverzahnte Zahnräder sind typischerweise folgende Angaben erforderlich:
Modul & Zähnezahl
Eingriffswinkel, Profilverschiebung & Verzahnungsbreite
Fußkreis- und Kopfkreis-durchmesser
Profilverschiebung und Verzahnungsbreite
Normbezeichnung & Verzahnungsart
Nenndurchmesser, Modul & Zähnezahl
Eingriffswinkel & Verzahnungsgeometrie
Vorteile geradverzahnter Zahnräder
Hoher mechanischer Wirkungsgrad
Die Zähne greifen über die gesamte Zahnbreite ohne schrägen Zahnverlauf ineinander. Dadurch entstehen keine aus der Schrägverzahnung bekannten axialen Kräfte.
Einfache Lagerung
Da bei einer reinen Geradverzahnung keine zusätzlichen Axialkräfte aus dem Zahneingriff entstehen, kann die Lagerung in vielen Anwendungen einfacher aufgebaut werden.
Gleichbleibendes Übersetzungsverhältnis
Ein geradverzahntes Zahnradpaar überträgt die Drehbewegung mit einem konstanten Verhältnis. Das eignet sich für Maschinen, bei denen eine feste Drehzahlübersetzung benötigt wird.
Wirtschaftliche Fertigung
Geradverzahnungen lassen sich mit etablierten Fertigungsverfahren herstellen. Besonders bei Standardmodulen und klar definierten Geometrien entsteht ein gut planbarer Bearbeitungsablauf.
Gute Zugänglichkeit bei der Montage
Stirnräder mit Geradverzahnung lassen sich vergleichsweise unkompliziert in Getriebestufen integrieren und prüfen.
Breites Einsatzspektrum
Geradverzahnte Zahnräder werden in Werkzeugmaschinen, Förderanlagen, Pumpen, Verpackungsmaschinen und zahlreichen weiteren Getriebebaugruppen eingesetzt.
Bei hohen Drehzahlen kann der schlagartige Zahneingriff jedoch eine stärkere Geräuschentwicklung verursachen als bei schrägverzahnten Zahnrädern. Die Eignung muss deshalb immer in Verbindung mit Drehzahl, Belastung, Verzahnungsqualität und Gehäuseaufbau betrachtet werden.
Vorteile von Keilwellenprofilen und DIN-5480-Verzahnungen
Keilwellenprofile dienen nicht der Übersetzung zwischen zwei Achsen. Sie verbinden eine Welle formschlüssig mit einer Nabe und übertragen das Drehmoment über mehrere gleichzeitig tragende Zähne.
- Hohe Drehmomentübertragung
- Lösbare Verbindung
- Gleichmäßigere Lastverteilung
- Axiale Verschiebbarkeit
- Gute Zentrierung
- Kompakte Verbindung
Tiefdruckzylinder
Hohe Drehmomentübertragung
Flexosleeves
Lösbare Verbindung
Ballardhäute
Gleichmäßigere Lastverteilung
Bei geeigneter Auslegung verteilt sich die Belastung auf mehrere Zähne. Das reduziert die punktuelle Beanspruchung einzelner Verbindungselemente.
Prägezylinder
Axiale Verschiebbarkeit
Gravur
Gute Zentrierung
Evolventenverzahnungen nach DIN 5480 arbeiten üblicherweise mit Flankenzentrierung. Dadurch lassen sich Rundlauf und Lastverteilung innerhalb der Verbindung gezielt beeinflussen.
Gravur
Kompakte Verbindung
Eine Keilwellenverzahnung verbindet Drehmomentübertragung und Zentrierung auf engem Raum.
Geradverzahnte Zahnräder und Keilwellenprofile im Unterschied
Ein geradverzahntes Zahnrad überträgt Bewegung und Leistung zwischen zwei parallelen Wellen. Die Zahnräder greifen außen oder als Innen-Außen-Paarung ineinander. Die Zähnezahlen bestimmen das Übersetzungsverhältnis.
Ein Keilwellenprofil verbindet dagegen eine Welle mit einer Nabe. Beide Bauteile liegen auf derselben Achse. Die Verzahnung erzeugt keine Übersetzung, sondern überträgt das Drehmoment formschlüssig zwischen den miteinander verbundenen Komponenten.
Der Unterschied lässt sich wie folgt zusammenfassen:
Geradverzahnte Zahnräder für Stirnradgetriebe
Typische Einsatzbereiche sind:
Für langsam bis mittel schnell laufende Getriebe, klar definierte Übersetzungen und gut zugängliche Konstruktionen bleibt die Geradverzahnung jedoch eine häufig eingesetzte Lösung.
Keilwellenprofile als lösbare Welle-Nabe-Verbindung
Typische Anwendungen sind:
Das ist beispielsweise bei Schaltelementen oder Kupplungssystemen relevant. Die Zahnflanken müssen dabei so ausgelegt sein, dass sowohl die Lastübertragung als auch die notwendige Beweglichkeit berücksichtigt werden.
Geradverzahnung nach DIN 5482
Heute spielt DIN 5482 vor allem in folgenden Fällen eine Rolle:
Für Ersatzteile ist deshalb die eindeutige Bestimmung der ursprünglichen Verzahnung entscheidend. Eine nur ähnlich aussehende Evolventenverzahnung stellt noch keine funktionsfähige Paarung sicher.
Geradverzahnung nach ANSI B92.1
Wesentliche Merkmale sind:
Das ist beispielsweise bei Schaltelementen oder Kupplungssystemen relevant. Die Zahnflanken müssen dabei so ausgelegt sein, dass sowohl die Lastübertragung als auch die notwendige Beweglichkeit berücksichtigt werden.
Geradverzahnung mit passenden Fertigungsverfahren
Welches Fertigungsverfahren für eine Geradverzahnung geeignet ist, hängt von Verzahnungsart, Bauteilgeometrie, Werkstoff, Losgröße und geforderter Ausführung ab.
Mögliche Verfahren sind unter anderem:
Bei einer Außenverzahnung ist der Werkzeugzugang meist einfacher als bei einem Innenprofil. Schultern, Bundflächen und Sacklochgeometrien können den Bearbeitungsraum begrenzen.
Für Innenverzahnungen müssen außerdem Werkzeugauslauf und Spanabfuhr berücksichtigt werden. Bei gehärteten Bauteilen ist zu klären, ob die Verzahnung vor oder nach der Wärmebehandlung fertiggestellt wird.
Die Fertigungsplanung sollte deshalb nicht erst beginnen, wenn alle übrigen Bauteilmerkmale bereits unveränderbar festgelegt sind. Eine frühzeitige Berücksichtigung der Verzahnung kann unnötig schwierige Werkzeugwege und zusätzliche Bearbeitungsschritte vermeiden.
Geradverzahnte Zahnräder von der Dittler GmbH
Unser Leistungsspektrum umfasst unter anderem:
Unser Qualitätsmanagement ist nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Für Prüfungen nutzen wir geregelte Messabläufe sowie einen räumlich getrennten Messraum mit 3-Koordinaten-Messtechnik.
Viele unserer Anfragen betreffen keine Katalogteile. Häufig muss eine Verzahnung zu einer bestehenden Welle, einer vorhandenen Nabe oder einem älteren Getriebe passen. Genau für solche Einzelteile und Kleinserien ist unsere Fertigung ausgerichtet.
Geradverzahnung für Zahnräder, Wellen und Naben
Keilwellenprofile übernehmen eine andere Aufgabe. Sie bilden eine lösbare, formschlüssige Welle-Nabe-Verbindung und verteilen das Drehmoment auf mehrere Zahnflanken.
Für moderne metrische Neukonstruktionen kommt häufig DIN 5480 zum Einsatz. DIN 5482 bleibt bei älteren Maschinen und kompatiblen Ersatzteilen relevant. ANSI B92.1 wird vor allem für nordamerikanische Anlagen und zollbasierte Verzahnungen benötigt.
Wir fertigen diese Verzahnungen nach Zeichnung als Einzelstück und in Kleinserie. Entscheidend sind eine eindeutige Normangabe, vollständige Verzahnungsdaten und die Abstimmung mit der jeweiligen Gegenkomponente.
Geradverzahnung jetzt anfragen
Senden Sie uns Ihre Zeichnung und die verfügbaren technischen Angaben über das Kontaktformular. Besonders hilfreich sind Modul oder Diametral Pitch, Zähnezahl, Norm, Toleranzklasse, Verzahnungslänge, Werkstoff, Wärmebehandlung und Stückzahl.
Bei Ersatzteilen sollten auch Angaben zur vorhandenen Gegenverzahnung und zur Maschine vorliegen. So können wir prüfen, ob die geforderte Ausführung zum bestehenden Bauteil passt und welcher Fertigungsweg infrage kommt.
Fragen zur Geradverzahnung
Was ist eine Geradverzahnung?
Bei einer Geradverzahnung verlaufen die Zähne parallel zur Drehachse. Bei Zahnrädern dient diese Form zur Übertragung von Bewegung und Drehmoment zwischen parallelen Wellen. Bei Keilwellen und Keilnaben verlaufen die Zähne ebenfalls axial, verbinden jedoch zwei Bauteile auf derselben Achse.
Welche Vorteile haben geradverzahnte Zahnräder?
Geradverzahnte Zahnräder bieten einen hohen mechanischen Wirkungsgrad und verursachen keine verzahnungsbedingten Axialkräfte. Sie lassen sich mit bewährten Fertigungsverfahren herstellen und eignen sich für feste Übersetzungen. Bei hohen Drehzahlen können sie jedoch lauter laufen als schrägverzahnte Zahnräder.
Was ist der Unterschied zwischen einem geradverzahnten Zahnrad und einer Keilwelle?
Ein geradverzahntes Zahnrad überträgt Bewegung zwischen zwei getrennten Wellen. Eine Keilwelle verbindet eine Welle mit einer Nabe auf derselben Achse. Sie verändert die Drehzahl nicht, sondern überträgt das Drehmoment formschlüssig auf das aufgesteckte Bauteil.
Wann wird DIN 5480 verwendet?
DIN 5480 wird für metrische Evolventenverzahnungen bei Welle-Nabe-Verbindungen eingesetzt. Die Norm ist im europäischen Maschinen- und Fahrzeugbau verbreitet und wird häufig für Neukonstruktionen genutzt. Typische Anwendungen sind Getriebe, Elektromotoren, Servoantriebe und Industrieanlagen.
Wann ist DIN 5482 weiterhin relevant?
DIN 5482 wird vor allem bei Bestandsmaschinen und in der Ersatzteilfertigung benötigt. Muss eine neue Welle oder Nabe mit einer vorhandenen Gegenkomponente zusammenarbeiten, muss die ursprüngliche Norm beibehalten werden. Eine Umstellung auf DIN 5480 ist ohne Anpassung der gesamten Verbindung meist nicht möglich.
Wie unterscheidet sich ANSI B92.1 von DIN 5480?
ANSI B92.1 verwendet ein zollbasiertes Maßsystem mit Diametral Pitch und eigenen Toleranzreihen. DIN 5480 ist metrisch aufgebaut. Beide Normen beschreiben Evolventenverzahnungen für Welle-Nabe-Verbindungen, sind aufgrund ihrer unterschiedlichen Maße und Toleranzen jedoch nicht direkt austauschbar.
Was bedeutet Flankenzentrierung bei DIN 5480?
Bei der Flankenzentrierung wird die Lage zwischen Welle und Nabe über die Zahnflanken bestimmt. Dadurch können Drehmoment, Zentrierung und Rundlauf über dieselbe Verbindung beeinflusst werden. Außen- und Innenverzahnung müssen dafür mit zueinander passenden Toleranzfeldern gefertigt werden.
Können Keilwellen axial verschiebbar ausgeführt werden?
Ja. Abhängig von Passung, Spiel und Anwendung kann eine Nabe axial auf der verzahnten Welle verschoben werden und gleichzeitig Drehmoment übertragen. Solche Ausführungen werden beispielsweise in Schaltgetrieben, Kupplungen und verstellbaren Antriebselementen eingesetzt.
Welche Angaben sind für eine Geradverzahnung erforderlich?
Für Zahnräder werden unter anderem Modul, Zähnezahl, Eingriffswinkel, Profilverschiebung, Verzahnungsbreite, Werkstoff und Wärmebehandlung benötigt. Bei Keilwellen kommen Norm, Toleranzklasse, Zentrierungsart und Passung hinzu. Bei ANSI B92.1 muss außerdem der Diametral Pitch eindeutig angegeben sein.
Können geradverzahnte Zahnräder nach Muster gefertigt werden?
Ein vorhandenes Muster kann bei einem Ersatzteilprojekt wichtige Informationen liefern. Für eine belastbare Nachfertigung müssen jedoch Verzahnungsdaten, Werkstoff und Anschlussmaße möglichst eindeutig bestimmt werden. Zusätzlich sollte das Gegenrad oder die zugehörige Baugruppe berücksichtigt werden.
Warum sind DIN 5480 und ANSI B92.1 nicht austauschbar?
Beide Normen beruhen auf unterschiedlichen Maßsystemen, Profilreihen und Toleranzangaben. Eine ähnliche Zähnezahl oder ein vergleichbarer Durchmesser reichen deshalb nicht aus. Welle und Nabe müssen nach demselben Normsystem und mit zueinander passenden Passungen gefertigt sein.
Welche Fertigungsverfahren eignen sich für Geradverzahnungen?
Je nach Bauteil kommen Wälzfräsen, Wälzstoßen, Formfräsen, Räumen und Schleifen infrage. Die Auswahl hängt davon ab, ob eine Innen- oder Außenverzahnung benötigt wird, wie das Bauteil aufgebaut ist und welche Stückzahl gefertigt werden soll. Auch Werkstoff und Wärmebehandlung beeinflussen den Bearbeitungsablauf.