Verzahnung: Modul berechnen leicht gemacht

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Dass Zahnräder aus Metall sind, gehört längst der Vergangenheit an, wenn auch noch nicht in allen Bereichen. Fakt ist aber, dass Zahnräder aus Kunststoff die Industrie erobern und in vielen Bereichen nicht mehr wegzudenken sind. Ein Zahnrad aus Kunststoff bietet eine viel höhere Tragfähigkeit und Belastbarkeit, die Eigenschaften sind deutlich variabler als bei Stahl und die Verzahnung kann zielgerecht und anwendungsoptimiert eingesetzt werden. Geht es um das Thema „Verzahnung Modul“, kommen allerdings nicht selten Fragen auf: Wie kann die Verzahnung der Module berechnet werden? Worauf kommt es bei dem Modul an?

Verzahnung Modul: Wichtige Eigenschaften

Sollen für die Verzahnung Modul und weitere Aspekte berechnet werden, lohnt es sich, zuerst einmal einen Blick auf die Eigenschaften der Zahnräder aus neuen Materialien zu werfen. Diese punkten in erster Linie mit ihrer flexiblen Einsatzfähigkeit und mit der hohen Tragfähigkeit sowie einer guten Verzahnung. Außerdem ist das Dämpfungsverhalten besonders positiv hervorzuheben, dazu kommt die geringe Geräuschentwicklung. Auch die Beständigkeit gegen Verschleiß sowie die Steifigkeit sind Gründe dafür, warum bei der Verzahnung auf neue Materialien gesetzt wird.

Zahnräder aus Kunststoff werden im Spritzgussverfahren gefertigt, wohingegen das Zahnrad aus Metall immer noch im Abwälzverfahren hergestellt wird. Die Zahnform kann im Spritzgussverfahren ohne weitere Kosten passend für die Verzahnung und den Modul optimiert werden, was bei einem Zahnrad aus Metall und dem betreffenden Herstellungsverfahren nicht möglich ist bzw. nur mit teuren Spezialwerkzeugen durchgeführt werden kann.

Berechnung leicht gemacht: Verzahnung und Modul

Wer sich mit der Verzahnung befasst, wird immer auch vor die Frage gestellt werden, wie sich Verzahnung und Modul überhaupt berechnen lassen. Dabei sei vorangestellt, dass Antriebe, die über Zahnräder laufen, enorme Vorteile bei Verzahnung und Modul mit sich bringen. Sie sind in der Lage, Drehmomente und Bewegungen formschlüssig zu übertragen, wobei die Übersetzung konstant bleibt. Der Schlupf ist daher nicht vorhanden. Als „Schlupf“ wird bezeichnet, wenn die Drehzahl in der Praxis hinter der Drehzahl der Theorie zurückbleibt. Bei Verzahnung und Modul spielt dieser Fakt eine wichtige Rolle.

Unterschieden wird bei der Berechnung der Zahnräder (Einzelrad im Stirnradtrieb) in den Teilkreisdurchmesser, die Zähnezahl und den Modul. Den Abmessungen liegt meist der Modul zugrunde, dieser wird mit „m“ abgekürzt und ist in der DIN 780 genormt. Der Modul muss bei einem Zahnrad, welches mit einem anderen Zahnrad zusammenarbeiten soll, gleich groß sein wie sein Partnermodul. Dann kann davon gesprochen werden, dass die beiden miteinander „kämmen“. Bei der Berechnung von Verzahnung und Modul ist dies nicht unerheblich.

Der Teilkreisdurchmesser gilt bei der Verzahnung als wichtiges Maß und berechnet sich aus der Anzahl der Zähne mal dem Modul. Der Zahnkopf ist immer gleich dem Modul.

Geht es bei dem Verzahnung Modul um schräg verzahnte Stirnräder, so muss der normale Modul der Verzahnung berücksichtigt werden. Normalteilung und Modul liegen senkrecht zur Richtung der Verzahnung. Handelt es sich um ein kämmendes Zahnradpaar, so ist ein Zahnrad links-, das andere rechtssteigend.

Verzahnung + Modul per Software berechnen

Die verschiedenen Formeln für die Verzahnung Modul Berechnung sind in diversen Nachschlagewerken zu finden. Doch wer einen Modul für die Verzahnung berechnen muss, wird mit der Nutzung einer Software deutlich besser beraten sein. So gibt es von Kisssoft – dem Schweizer Softwareprofi – eine Möglichkeit, den Verzahnung Modul ganz einfach zu berechnen. Dabei ist die entsprechende Softwarelösung schon lange auf dem Markt, die Berechnung für Verzahnung und Modul wurde nun aber durch Auslegung und Optimierung sowie durch die Nachrechnung von Maschinenelementen, die als beweglich gelten, erweitert. Damit bietet die Software allen Anwendern die Möglichkeit, die Verzahnung Modul Berechnung einfach vorzunehmen, selbst wenn keine umfassenden mathematischen und technischen Kenntnisse vorhanden sind.

Integriert ist für die Berechnung von Modul und Verzahnung ein CAD-Kern, sodass die meisten Zahnradtypen in 3D berechnet werden können. Außerdem ist eine Zahnkontaktanalyse vorhanden, die mit einem Steifigkeitsmodell arbeitet, welches seit der letzten Version der Software enorm weiterentwickelt wurde und Verzahnung sowie Modul berücksichtigt. Die Verteilung der Last in horizontaler Richtung ist nun deutlich besser zu berücksichtigen. Folgende Dinge können mit der Software von Kisssoft berechnet werden:

  • Verzahnung Modul
  • Kräfte, Spannung
  • Drehwegabweichung
  • Verlustleistung
  • Temperatur
  • Risiko für Verschleiß

Um den Verzahnung Modul berechnen zu können, ist eine Reihe von Kennzahlen wichtig, die in der Software zu finden sind. Es gibt diverse Kennwerte, unter anderem für die Temperaturabhängigkeit, für die Biegebruch-Festigkeit und für den Verschleiß bei Trockenlauf. Insgesamt werden hier 17 Kunststoffe berücksichtigt, die bei Modul und Verzahnung eine Rolle spielen. Berechnet werden kann zudem die zulässige Schmierfilmdicke.

Fazit: Wer Verzahnung und zugehörigen Modul berechnen möchte, muss dies nicht als Kopfrechenübung sehen, sondern kann die neue Software nutzen, die komfortable Anwendungsmöglichkeiten verspricht.


Bildnachweis: © Fotolia – pavlodargmxnet

Über 

Marius Beilhammer, Jahrgang 1969, studierte Journalismus in Bamberg. Er schreibt bereits viele Jahre für technische Fachmagazine, außerdem als freier Autor zu verschiedensten Markt- und Businessthemen. Als fränkische Frohnatur findet er bei seiner Arbeit stets die Balance zwischen Leichtigkeit und umfassendem Know-how durch seine ausgeprägte Affinität zur Technik.

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