Zahnräder mit Schrägverzahnung: Warum entsteht eine axiale Kraftkomponente?
In der Wikipedia wird als Nachteil der Schrägverzahnung gegenüber der Geradverzahnung eine axiale Kraftkomponente genannt.
Ich könnte nun aber eine Schrägverzahnung mit einer hohen Zahl geradverzahnter Zahnkränze auf ein und derselben Achse annähern. Angenommen ich starte diese Annäherung mit 10 parallelen Geradverzahnungen, jeweils auf einer Achse. Offensichtlich entstehen hier keine nennenswerten axialen Kräfte. Wenn ich nun die Zahl der parallelen Geradverzahnungen verhundertfache, ändert sich augenscheinlich nichts: 1000 parallele Zahnkränze und keine axiale Kraft. Bei 1 000 000 parallelen Zahnkränzen kann ich diese bereits so anordnen, dass sie von einer Schrägverzahnung praktisch nicht unterscheidbar sind. Dennoch sind es nach wie vor geradverzahnte Zahnkränze ohne axiale Kräfte. Wenn nun also praktisch gleichermaßen von einer Schrägverzahnung gesprochen werden kann: Woher kommen die axialen Kräfte? Das ist meine Frage ...
2 Antworten
Um deine Überlegungen weiterzudenken: Wenn du deine, im Grenzfall unendlich vielen, hauchdünnen Geradverzahnungen auf der Welle anordnest musst du jede um ein kleines Stück weitergedreht aufsetzen um eine Schrägverzahnung anzunähern. Dieses Weiterdrehen ist verantwortlich dafür dass am Ende eine Axialkraft entsteht, aber dazu später. Wenn du deine hauchdünnen Geradverzahnungen immer mehr verdrehst, erhältst du ein Schrägzahnrad mit immer größerem Schrägungswinkel Beta. Dies kannst du in der Überlegung so weit treiben, dass sich jeder deiner Zähne bei ausreichender Breite des Zahnrades (mehrfach) um den gesamten Umfang wickelt. Dieses so entstandene Schrägzahnrad aus unendlich vielen Geradverzahnungen kannst du jetzt allerdings auch als Schraube ansehen, welche die selbe Anzahl an Gewindegängen besitzt wie dein ursprüngliches Zahnrad Zähne hatte. Und dass beim Drehen einer Schraube eine Axialkraft entsteht ist einleuchtend.
Ich weiß dass meine Antwort dem Fragesteller womöglich jetzt nicht mehr helfen kann aufgrund des Alters des Threads, aber da mir diese Denkweise gefallen hat wollte ich auch noch die zu der Denkweise passende Erklärung hinzufügen.
Axialkraft ergibt sich aus dem Schrägungswinkel siehe http://www.techniker-forum.de/konstruktion-52/axialkraefte-am-schraegverzahnten-zahnrad-50712.html