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Schneckengetriebe - geräuscharme Übersetzungskünstler
Schneckengetriebe sind ein wichtiger Bestandteil der Konstruktion vieler Maschinen und Anlagen. Sie bieten eine hohe Übersetzung und Drehmomentübertragung und nehmen dabei durch die platzsparende Bauweise nur einen kleinen Raum in der mechanischen Anwendung ein. Um die bestmögliche Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen zu finden, ist es wichtig, die richtigen Bauteile anhand der erforderlichen Spezifikationen und Leistungsanforderungen zu wählen.
Was sind Schneckengetriebe und wofür werden sie eingesetzt?
Schneckengetriebe sind ein Mechanismus zum Übertragen von Drehmomenten und bestehen aus einer Schnecke und einem Zahnrad (Schneckenrad). Schneckengetriebe wandeln Drehbewegungen mit einem sehr hohen Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis in eine andere Drehbewegung um und werden verwendet, um ein hohes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit zu ermöglichen.
Durch die Form und Geometrie der Schneckengetriebe haben sie ein äußert geräusch- und schwingungsarmes Laufverhalten. Sie sind in der Lage, ein hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl zu liefern, was sie ideal für Anwendungen wie Hebe- und Materialtransportausrüstungen macht. Sie können weiter unidirektional arbeiten, wodurch das Schneckenrad das Drehmoment nicht auf die Schnecke übertragen kann.
- (a) - Schneckenwelle
- (b) - Schneckenrad
Aus welchen Komponenten besteht ein Schneckengetriebe?
Ein Schneckengetriebe besteht aus den folgenden zwei Hauptbestandteilen:
Schneckenwelle: Eine Welle mit spiralförmiger Ausformung, die das Eingangsdrehmoment in eine Rotationsbewegung umwandelt und auf das Schneckenrad überträgt. In der Regel wirkt die Schnecke als Antrieb auf das Schneckenrad. Die Schnecke kann einen oder mehrere Gewindegänge haben, die in den Zahnkranz des Schneckenrades eingreifen.
Schneckenrad: Ein Rad mit einem angeschrägten Zahnkranz, das die Drehbewegung der Schnecke aufnimmt und auf das Ausgangsdrehmoment überträgt.
Grundlagen zur Auswahl von Schneckengetrieben
Die Berechnungsgrundlagen für Schneckengetriebe sind mehrdimensional und erfordern ein umfassendes Verständnis der Mechanik und Geometrie. Die wichtigsten Punkte bei der Auswahl eines geeigneten Schneckengetriebes sind:
Die Berechnungsgrundlagen für Schneckengetriebe sind mehrdimensional und erfordern ein umfassendes Verständnis der Mechanik und Geometrie. Die wichtigsten Punkte bei der Auswahl eines geeigneten Schneckengetriebes sind:
- Übersetzungsverhältnis: Das Übersetzungsverhältnis eines Schneckengetriebes wird durch das Verhältnis der Zähnezahl (z) bestimmt. Zum Bestimmen wird die Anzahl der Zähne des Schneckenrades durch die Gangzahl der Schnecke geteilt.
- Drehmomentübertragung: Das maximal zulässige Drehmoment von Schneckengetrieben wird maßgeblich durch die Festigkeit der Zahnoberflächen bestimmt und darf bei der Anwendung nicht überschritten werden, um eine lange Lebensdauer zu erreichen.
- Eingriffsabstand: Der Abstand zwischen den Achsenzentren von Schnecke und Schneckenrad muss bestimmt werden.
- Tragfähigkeit: Die Tragfähigkeit von Schneckengetrieben wird in weiten Teilen durch die Materialpaarung von Schnecke und Schneckenrad bestimmt. Die Berechnung der Tragfähigkeitsgrenzen erfolgt auf Basis der DIN 3996.
Welche Bauteile werden für effiziente Schneckengetriebe benötigt?
Schneckengetriebe werden auf Antriebswellen, Rotations- und Motorwellen montiert. Dadurch überträgt das Schneckengetriebe das Drehmoment des Motors auf andere Teile des Systems. Die Fixierung auf der Antriebswelle kann beispielsweise über Gewindestifte vorgenommen werden, wodurch die Komponenten sicher miteinander verbunden werden. Um eine dauerhafte Positionierung dieses Antriebssegments sicherzustellen, können Lagergehäuse zum Einsatz kommen. Sie dienen der Stabilisierung der Welle und somit des gesamten Systems. Das solide Ineinandergreifen dieser Komponenten sorgt dafür, dass alle Elemente optimal zusammenarbeiten können, ohne unnötige Reibungskräfte entstehen zu lassen.
Spezifikationen von Schneckenwellen und Schneckenrädern
Spezifikationen von Schneckenwellen
| Teilenummer | Anzahl Gewindegänge | Wellenbohrungs-Ø PH7 | Drehrichtung | Gangwinkel | d | D | L | ℓ | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ausführung | Modul | Gerade Bohrung + Gewinde | |||||||
| WGEAU | 0.8 | 1 | 6 | R (Rechts) |
3˚17' | 14 | 15.6 | 30 | 5 |
| 2 | 6 | 6˚34' | |||||||
| 1 | 1 | 6 | 3˚35' | 16 | 18 | 32 | 5 | ||
| 2 | 6 | 7˚11' | |||||||
Spezifikationen von Schneckenrädern
| Teilenummer | Anzahl der Zähne | Anzahl Gewindegänge | Wellenbohrungs-Ø PH7 | Drehrichtung | d | D | B | H | L | ℓ | F Eingriffsabstand | Zulässiges Drehmoment (Nm) | Spiel (mm) | Untersetzungsverhältnis | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ausführung | Modul | Gerade Bohrung | Festigkeit der Zahnoberfläche | ||||||||||||
| WGEAH | 0.8 | 20 | 2 | 5 | R (Rechts) |
16.11 | 17.6 | 9 | 12 | 18 | 9 | 15 | 0.86 | 0.04~022 | 1/10 |
| 30 | 1 | 5 | 24.04 | 25.6 | 18 | 19 | 1.89 | 1/30 | |||||||
| 2 | 24.16 | 25.6 | 18 | 19 | 1.87 | 1/15 | |||||||||
| 40 | 1 | 6 | 32.05 | 33.6 | 20 | 23 | 3.24 | 1/40 | |||||||
| 50 | 1 | 8 | 40.06 | 41.6 | 25 | 27 | 4.90 | 1/50 | |||||||
| 1 | 20 | 1 | 6 | 20.05 | 23 | 10 | 16 | 20 | 10 | 18 | 1.58 | 0.06~0.24 | 1/20 | ||
| 2 | 20.16 | 23 | 16 | 18 | 1.54 | 1/10 | |||||||||
| 30 | 1 | 6 | 30.07 | 33 | 20 | 23 | 3.38 | 1/30 | |||||||
| 2 | 30.24 | 33 | 20 | 23 | 3.35 | 1/15 | |||||||||
| 40 | 1 | 8 | 40.08 | 43 | 26 | 28 | 5.79 | 1/40 | |||||||
| 50 | 1 | 8 | 50.1 | 53 | 30 | 33 | 8.76 | 1/50 | |||||||
Die richtige Schmierung wählen
Aufgrund der hohen Reibung zwischen Schnecke und Schneckenrad erzeugen Schneckengetriebe im Vergleich zu andere Getriebearten eine höhere Wärmeentwicklung, die bei der Auswahl der richtigen Schmierung und Kühlung berücksichtigt werden muss. Im Wesentlichen verfolgt die Schmierung bei Schneckengetrieben die folgenden Ziele:
- Reduzierung der Gleitreibung
- Temperaturregulierung
- Schutz der Oberflächen vor Korrosion
- Abtragen von Fremdkörpern
Zur Schmierung von Schneckengetrieben kommen unterschiedliche Schmiermethoden infrage. Die Wahl der richtigen Schmiermethode hängt von der Gleitgeschwindigkeit zwischen den Kontaktflächen ab. Hierbei gibt es drei verschiedene Schmierverfahren: Fettschmierung, Tauchschmierung und Zwangsschmierung.
| Schmierverfahren | Besonderheiten | Gleitgeschwindigkeit |
|---|---|---|
| Fettschmierung | Zur Schmierung wird Schmierfett manuell auf die Zahnflächen aufgetragen. Diese Methode eignet sich bei niedrigen Drehzahlen und kleineren Drehmomenten. | bis 5 m/s |
| Tauchschmierung | Bei der Tauchschmierung befindet sich das Schneckengetriebe in einem abgeschlossenen Behälter mit einer Ölwanne. Das Schneckenrad taucht mit seinen Zähnen in das Schmieröl ein, wodurch die Kontaktflächen kontinuierlich mit Schmieröl benetzt werden. Diese Methode eignet sich für mittlere Drehzahlen und mittlere Drehmomente | 5-10 m/s |
| Zwangsschmierung | Das Schmieröl wird mittels Schwerkraft oder über eine Pumpe in die Kontaktfläche zwischen Schnecke und Schneckenrad eingebracht. Diese Methode eignet sich für hohe Drehzahlen und hohe Drehmomente. | ab 10 m/s |
Wartung von Schneckengetrieben
Schneckengetriebe sind in vielen Anwendungen der Konstruktion von hoher Bedeutung. Sie zeichnen sich durch hohe Präzision und die Fähigkeit aus, große Drehmomente zu übertragen. Um eine möglichst lange Lebensdauer und Zuverlässigkeit sicherzustellen, ist die regelmäßige Wartung unerlässlich.
Eine der wichtigsten Wartungstätigkeiten bei Schneckengetrieben ist die Überprüfung der ordnungsgemäßen Schmierung. Da zwischen Schnecke und Schneckenrad eine hohe Reibung entsteht, erzeugen Schneckengetriebe im Vergleich zu anderen Getriebearten eine erhöhte Wärmeentwicklung, die bei der Auswahl der richtigen Schmierung und Wartung zu berücksichtigen ist.
Weiter ist bei der Wartung von Schneckengetrieben die Überprüfung der Zahnflanken von großer Bedeutung. Diese sollten regelmäßig auf Abnutzung, Beschädigungen oder Verformungen überprüft werden. Beschädigte Kontaktflächen können zu einer gesteigerten Materialabnutzung und zu Fehlfunktionen führen.
Bei der Wartung sollten folgende Punkte beachtet werden:
- Überprüfung der Schmierung: Das Schmieröl oder Schmierfett ist regelmäßig auf Verschmutzungen und Verunreinigungen zu prüfen und bei Erfordernis auszutauschen.
- Reinigung: Vor dem Nachschmieren oder dem Austausch des Schmieröls sollte das Getriebe gründlich gereinigt werden, um Fremdkörper und Ablagerungen zu entfernen.
- Kontrolle der Abnutzung: Lager, Dichtungen und Kontaktflächen sollten regelmäßig auf Verschleiß überprüft werden. Verschlissene Teile sind gegebenenfalls auszutauschen.
- Überprüfung der Ausrichtung: Schneckengetriebe sollten regelmäßig auf ihre Ausrichtung überprüft werden, um ein mögliches Abschleifen der Zähne zu verhindern.
Durch eine regelmäßige Wartung können Schneckengetriebe zuverlässig und effizient arbeiten und ihre maximale Lebensdauer erreichen.
