Unterschiede zwischen Planetengetrieben mit Stirnrädern und Planetengetrieben mit Schrägverzahnung

In diesem Artikel werden die Unterschiede zwischen Planetengetrieben mit Stirnrädern undPlanetengetrieben mit Schrägverzahnungunter verschiedenen Aspekten wie Aufbau, Präzision, Übertragungsdrehmoment und Effizienz, Axialkraft und Tragfähigkeit analysiert.

Aufbau

Planetengetriebe mit Stirnrädern:

Das innere Sonnenrad, die Planetenräder und das Hohlrad verfügen alle über eine Stirnradverzahnung.

Planetengetriebe mit Schrägverzahnung:

Das innere Sonnenrad, die Planetenräder und das Hohlrad verfügen alle über eine Schrägverzahnung.

Eingriffseigenschaften und Laufruhe

Stirnräder:

Beim Eingriff erfolgt ein sofortiger Kontakt und eine sofortige Trennung über die "gesamte Zahnbreite". Dies führt zu einem plötzlichen Be- und Entlasten der Kraft, was Stöße und Vibrationen verursacht, die eine Hauptquelle für Geräusche sind.

Schrägräder:

Der Eingriff ist ein allmählicher Prozess von der Zahnspitze bis zum Zahnfuß. Es stehen gleichzeitig mehr Zahnpaare im Kontakt (höherer Überdeckungsgrad). Der Übertragungsvorgang ist wie ein "Staffellauf", bei dem die Kraft gleichmäßig zwischen den Zähnen übertragen wird, was zu einem äußerst ruhigen Lauf und geringer Geräuschentwicklung führt.

Präzision

Planetengetriebe mit Stirnrädern:

Die Präzision der ersten Stufe liegt innerhalb von 10 Bogenminuten, wobei die Feinpräzision 6 Bogenminuten erreicht.

Planetengetriebe mit Schrägverzahnung:

Die Präzision der ersten Stufe liegt bei etwa 5 Bogenminuten, wobei die Feinpräzision unter 1 Bogenminute liegt.

Problem der Axialkraft

Stirnräder:

Theoretisch wird keine Axialkraft erzeugt. Lager müssen nur Radialkräfte aufnehmen, was die Konstruktion vereinfacht.

Schrägräder:

Aufgrund des Schrägungswinkels entstehen beim Zahneingriff erhebliche axiale Kraftkomponenten. Diese Kraft muss durch Lager ausgeglichen werden, die axialen Schubkräften standhalten können (wie Schrägkugellager), was die Komplexität und die Kosten des Lagersystems erhöht.

Tragfähigkeit und Größe

Bei gleichem Modul und gleichem Achsabstand haben Planetengetriebe mit Schrägverzahnung eine höhere Tragfähigkeit und Drehmomentdichte, weil mehr Zähne gleichzeitig im Kontakt stehen und die Kontaktlinie länger ist. Das bedeutet, dass ein Schrägverzahnungsgetriebe zur Erreichung desselben Ausgangsdrehmoments kompakter ausgelegt werden kann (kleineres Volumen, geringeres Gewicht), oder dass es bei gleichem Volumen eine größere Last aufnehmen kann.

Übertragungsdrehmoment und Hohe Effizienz

Planetengetriebe mit Stirnrädern:

Bei gleicher Motorwelle führt der Stirnradeingriff im Vergleich zu Getrieben mit Schrägverzahnung zu einem relativ geringeren Übertragungsdrehmoment und zu einer geringeren Übertragungseffizienz.

Planetengetriebe mit Schrägverzahnung:

Bei gleicher Motorwelle liefert der Schrägverzahnungseingriff ein höheres Übertragungsdrehmoment als Getriebe mit Stirnrädern, zusammen mit einer stabileren Übertragung, höherer Festigkeit und höherer Effizienz.

Planetengetriebe bieten eine höhere Übertragungseffizienz. Bei Hochleistungs-Planetengetrieben liefern Schrägräder ein höheres Drehmoment und eine stabilere Übertragung. Selbst Getriebe mit kleiner Leistung können Schrägräder verwenden, um Übertragungsspiel und Fehler zu reduzieren.