Unterschied zwischen geradverzahnten und schrägverzahnten Planetengetrieben?
Der grundlegende Aufbau eines Planetengetriebes besteht aus vier Kernkomponenten: Planetenräder, Sonnenrad, Innenhohlrad und Ausgangswelle. Das Funktionsprinzip basiert auf der Leistungsaufteilung und dem Mehrfacheingriff der Planetenräder. Planetengetriebe zeichnen sich durch hohe Steifigkeit, geringes Drehspiel, hohen Wirkungsgrad, hohes Drehmoment, Eignung für vielfältige Einsatzbedingungen sowie lebenslange Wartungsfreiheit aus. Meist werden sie an Servomotoren und Schrittmotoren verbaut, mit den Funktionen: Drehzahlminderung, Drehmomenterhöhung und Massenträgheitsanpassung.
I. Einteilung von Planetengetrieben nach der Verzahnungsstruktur:
Geradverzahntes Planetengetriebe: Sonnenrad, Planetenräder und Innenhohlrad sind innen geradverzahnt;
Schrägverzahntes Planetengetriebe: Sonnenrad, Planetenräder und Innenhohlrad sind innen schrägverzahnt;
II. Genauigkeitsvergleich:
Geradverzahntes Planetengetriebe: Genauigkeitsklasse P2 ≤ 10 Winkelminuten, Klasse P1 ≤ 6 Winkelminuten;
Schrägverzahntes Planetengetriebe: Genauigkeitsklasse P2 ≤ 5 Winkelminuten, Klasse P1 ≤ 3 Winkelminuten, Klasse P0 ≤ 1 Winkelminute;
III. Drehmomentübertragung und Wirkungsgrad:
Geradverzahntes Planetengetriebe: Bei gleicher Motor-Eingangswelle ist das Nenndrehmoment geringer und der Wirkungsgrad niedriger als beim schrägverzahnten Typ.
Schrägverzahntes Planetengetriebe: Bei gleicher Motor-Eingangswelle bietet es höheres Nenndrehmoment, stabileren Antriebsablauf, höhere Belastbarkeit und besseren Wirkungsgrad.
Struktureller Unterschied: Bei schrägverzahnten Planetengetrieben erfordert der Planetenträger grundsätzlich eine Doppelstützstruktur. Beim geradverzahnten Typ kann der Planetenträger sowohl einfach als auch doppelt gelagert ausgeführt werden. Doppelt gelagerte schrägverzahnte Planetengetriebe übertreffen einfach gelagerte geradverzahnte Ausführungen in puncto Genauigkeit, Geräuschverhalten, Drehspiel und Dauerfestigkeit.
Vorteile geradverzahnter Getriebe: Großer Übersetzungsverhältnis-Bereich, einfache Fertigung, kostengünstig.
Nachteile geradverzahnter Getriebe:
1. Neigung zur Schwingungsentstehung;
2. Durch Konstruktion, Fertigung oder Verformung können entlang der Zahnflanken Abweichungen von der Evolventenform auftreten;
3. Daraus entsteht eine regelmäßige, zahnweise Schwingung mit hoher Intensität. Diese verursacht hohe Belastungen an den Zahnrädern sowie erhöhte Geräuschentwicklung;
4. Die zusätzliche Festigkeit durch zeitweisen Doppeleingriff kann nicht genutzt werden, da die Belastung durch den Einzeleingriff im Lastzyklus begrenzt wird;
5. Nur radiale Belastungen aufnehmbar, keine axiale Belastung möglich. Dadurch ungleichmäßige Lastverteilung und verkürzte Gesamtlebensdauer des Getriebegehäuses;
6. Nur ein einziger Lagerpunkt vorhanden. Bei Belastung weichen die Zahnräder seitlich aus, Geräusch und Reibung steigen an. Überlast führt zu Verformungen, langfristig nehmen Stabilität und Genauigkeit ab.
Vorteile schrägverzahnter Getriebe: Einteilige Doppelstützstruktur der Ausgangswelle, Lager und Ausgangswelle sind integriert. Alle Bohrungen an der Ausgangswelle sind exakt übereinander angeordnet und ohne Abweichung gefertigt. Schrägverzahnte Präzisionsgetriebe überzeugen durch hohes Drehmoment, hohe Steifigkeit, hohe Ausgangsgenauigkeit, hohen Wirkungsgrad, geringe Geräuschentwicklung, kleines Drehspiel und hohe Positioniergenauigkeit.
Nachteile schrägverzahnter Getriebe: Höhere Fertigungsanforderungen an Werkzeugmaschinen, aufwändigere Herstellung und höhere Kosten gegenüber geradverzahnten Ausführungen.
