Die Eigenschaften und Anwendungsbereiche von Fischgrätengetrieben

Das Fischgrätenzahnrad ist ein speziell entwickeltes Doppelzahnrad Schrägverzahnung , , deren Zähne „personenförmig“ angeordnet sind. Die Spiralwinkel auf der linken und rechten Seite sind symmetrisch, aber in entgegengesetzter Richtung. Diese Struktur verleiht ihm sowohl eine hohe Tragfähigkeit als auch reibungslose Übertragungseigenschaften und wird häufig in Schwermaschinen, Schiffen, Energie und anderen Bereichen eingesetzt

Die Eigenschaften großer Fischgrätenzahnräder

1. Hohe Belastbarkeit

   Durch die doppelte Schrägstruktur von Fischgrätenzahnrädern kann die Last auf mehr Zahnflächen verteilt werden. Im Vergleich zu Schrägverzahnungen erhöht sich die Tragfähigkeit um 30 bis 50 %.

   Die Axialkräfte heben sich gegenseitig auf, wodurch die axiale Belastung der Lager verringert und die Lebensdauer der Anlage verlängert wird.

2. Es arbeitet reibungslos und geräuscharm

   Das symmetrische Schrägwinkeldesign eliminiert den Axialschub von Schrägverzahnungen, reduziert Vibrationen und Geräusche erheblich und eignet sich für Arbeitsbedingungen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Last.

3. Hohe Übertragungseffizienz

   Die Kontaktfläche der Zahnoberfläche ist groß, die Gleitreibung ist gering und der Wirkungsgrad kann über 98 % erreichen.

4. Die Herstellung ist aufwendig und die Kosten hoch

   Für die Bearbeitung sind spezielle Werkzeugmaschinen (z. B. Fischgräten-Zahnradfräsmaschinen) erforderlich und es gelten strenge Anforderungen an die Genauigkeit des Zahnprofils und die Montage.

Hauptanwendungsgebiete

1. Schiffbauindustrie

   Untersetzungsgetriebe werden in Schiffsantriebssystemen (z. B. großen Frachtschiffen und Kriegsschiffen) verwendet, die ein großes Drehmoment übertragen und beständig gegen Meerwasserkorrosion sein müssen.

2. Energieausrüstung

   Wasserkraft-Erzeugungseinheiten (Turbinenantrieb), Drehzahlerhöhungskästen für Windkraftanlagen und Antriebsvorrichtungen für Umwälzpumpen in Kernkraftwerken.

3. Schwere Maschinen

   Niedriggeschwindigkeits- und Hochleistungsgeräte wie Minenbrecher, Stahlwalzwerke und Zementmühlen.

4. Luft- und Raumfahrt

   Die Getriebesysteme einiger Flugzeugtriebwerke erfordern eine Kombination aus geringem Gewicht und hoher Festigkeit.

5. Chemieingenieurwesen und Metallurgie

   Antriebskomponenten für große Kompressoren und Gebläse.

Design- und Herstellungsschwierigkeiten

1. Bearbeitung von Zahnprofilen

   Um die Symmetrie und Genauigkeit der linken und rechten Schrägverzahnung sicherzustellen (ISO 1328-Standard), ist eine CNC-Umformzahnradfräsmaschine oder Zahnradschleifmaschine erforderlich.

   Design der Werkzeugrückzugsnut: Einige Fischgrätenzahnräder verfügen zur bequemen Bearbeitung über eine Werkzeugrückzugsnut in der Mitte, die jedoch die Festigkeit leicht verringert.

2. Materialauswahl

   Gängige legierte Stähle (wie 20CrMnTi, 42CrMo) werden einer Oberflächenaufkohlung, einem Abschrecken oder einer Nitrierbehandlung unterzogen, um die Härte zu erhöhen (HRC58–62).

3. Kontrolle der thermischen Verformung

   Große Zahnräder neigen während der Wärmebehandlung zu Verformungen und erfordern schrittweise Abschreck- oder Laserkorrekturprozesse.

4. Montageanforderungen

   Um eine ungleichmäßige Belastung der Zahnoberfläche aufgrund einer Fehlausrichtung zu vermeiden, ist eine präzise Ausrichtung erforderlich.

Zukünftiger Entwicklungstrend

1. Integriertes Design: In einem Stück mit Lagern und Gehäuse geformt, um Montagefehler zu reduzieren.

2. Intelligente Überwachung: Einbettung von Sensoren für eine Gesundheitsdiagnose in Echtzeit.

3. Neue Materialanwendung: Erforschung von Kohlefaser-Verbundwerkstoffen oder keramikbeschichteten Zahnrädern.