Rechner · Übersetzung

Übersetzungsrechner: Zähne, Drehzahl, Drehmoment

Zähnezahl von Antriebs- und Abtriebsrad eingeben und ablesen, wie schnell und mit welchem Moment der Abtrieb dreht. Reine Mathematik; Verluste kannst du über den Wirkungsgrad einrechnen.

Übersetzung i = z₂ / z₁–
Art–
Drehzahl Abtrieb n₂–
Drehmoment Abtrieb M₂–
Drehrichtunggegenläufig (ein Stirnradpaar)

Zahnräder im Verhältnis der Zähnezahlen, gleiches Modul

So rechnet der Rechner

Drei Formeln, ein Beispiel

Die Übersetzung i ist das Verhältnis der Drehzahlen von Antrieb und Abtrieb und, ohne Verluste, das Verhältnis der Drehmomente von Abtrieb zu Antrieb.1 Bei Zahnrädern folgt sie aus den Zähnezahlen.2

i = z₂ / z₁

n₂ = n₁ / i

M₂ = M₁ · i · η

Mit den Startwerten: z₁ = 12 und z₂ = 36 ergeben i = 3. Aus 1500 U/min werden 500 U/min, aus 2 Nm werden 6 Nm. Trägst du 98 % Wirkungsgrad ein, bleiben 5,88 Nm.

Probe über die Leistung: P = M · n / 9,55 mit P in Watt.2 Am Antrieb: 2 · 1500 / 9,55 ≈ 314 W. Am Abtrieb ohne Verluste: 6 · 500 / 9,55 ≈ 314 W, mit 98 % etwa 308 W. Das Getriebe tauscht Drehzahl gegen Moment, Leistung gewinnt es nicht.

Typische Fehler

Woran Rechnungen scheitern

  • Antrieb und Abtrieb vertauscht: z₁ ist immer das treibende Rad. Treibt das große Rad das kleine an, ist i kleiner als 1, und der Abtrieb dreht schneller.2
  • Zwischenrad mitgerechnet: Ein Rad zwischen Ritzel und Rad ändert nur die Drehrichtung, nicht die Übersetzung, denn seine Zähnezahl kürzt sich heraus.
  • Wirkungsgrad als Kommazahl: Der Rechner erwartet Prozent, also 98 und nicht 0,98.
  • Mehrstufig in einem Schritt: Der Rechner rechnet ein Zahnradpaar. Bei zwei Stufen multiplizierst du die Übersetzungen: i = i₁ · i₂.
  • Festigkeit vergessen: Ob die Zähne halten, hängt von Modul, Breite, Werkstoff und Belastung ab. Damit zwei Räder zusammenpassen, brauchen sie dasselbe Modul und denselben Eingriffswinkel.2

Wirkungsgrad

Welchen Wert eintragen?

100 % bedeutet ein Getriebe ohne Reibung, das es nicht gibt.2 Richtwerte aus dem Skript Antriebstechnik von Martin Pischtschan:1

GetriebeWirkungsgradEintrag im Rechner
Stirnradstufe, einstufig, Ölschmierung0,9898 %
Stirnradgetriebe, zweistufig0,9696 %
Stirnradgetriebe, dreistufig0,9494 %
Zahnriemen0,9696 %
Schneckengetriebe0,9 bis 0,550 bis 90 %

Faustregel

Wann sich der Wirkungsgrad lohnt

Außer bei Schneckengetrieben darf man den Wirkungsgrad bei Überschlagsrechnungen laut Pischtschan vernachlässigen, ohne große Fehler zu machen.1 Beim Schneckengetriebe hängt er von Drehzahl und Übersetzung ab und kann bis auf 0,5 fallen.1

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