Die meisten Fahrzeuge mit Hinterrad- und Allradantrieb verfügen über Getriebe, die sich drehen und das Drehmoment ändern.Die Basis solcher Getriebe sind Kegelradpaare – lesen Sie im Artikel alles über diese Mechanismen, ihre Typen, Konstruktion und Funktionsweise sowie ihre richtige Auswahl und ihren Austausch.
Was ist ein konisches Paar?
Ein Kegelradgetriebe ist eine Art Getriebe für Fahrzeuge und andere Geräte, das aus zwei Kegelrädern besteht, deren Achsen in einem Winkel (normalerweise gerade) zueinander angeordnet sind.
In Getrieben von Fahrzeugen, Traktoren und Maschinen sowie in verschiedenen Geräten besteht häufig die Notwendigkeit, die Richtung des Drehmomentflusses zu ändern.Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb verläuft beispielsweise das von der Kardanwelle übertragene Drehmoment senkrecht zur Achsachse, und dieser Fluss muss um 90 Grad gedreht werden, um die Räder anzutreiben.Bei MTZ-Radtraktoren mit vorderer Antriebsachse muss die Richtung des Drehmomentflusses dreimal um 90 Grad gedreht werden, da die Achsen der Räder unterhalb der Achse des Pfostenträgers liegen.Und in vielen Einheiten, Maschinen und Anlagen muss der Drehmomentfluss mehrmals um verschiedene Winkel gedreht werden.In all diesen Fällen kommt ein spezielles Getriebe auf Basis von zwei Kegelrädern zum Einsatz – ein Kegelradpaar.
Ein Kegelpaar hat zwei Hauptfunktionen:
- Drehung des Drehmomentflusses um einen bestimmten Winkel (meistens 90 Grad);
- Ändern des Drehmoments.
Das erste Problem wird durch die Gestaltung der Zahnräder des Kegelradpaares gelöst, deren Achsen in einem Winkel zueinander stehen.Und das zweite Problem wird durch die Verwendung von Zahnrädern mit unterschiedlicher Zähnezahl gelöst, wodurch ein Räderwerk mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis entsteht.
Kegelradpaare spielen eine Schlüsselrolle beim Betrieb vieler Getriebemechanismen und anderer Systeme. Wenn eines oder beide Zahnräder verschleißen oder brechen, muss das gesamte Paar ersetzt werden.Bevor Sie jedoch ein neues konisches Paar kaufen, müssen Sie den Aufbau dieses Mechanismus, seine vorhandenen Typen, Eigenschaften und Arbeitsmerkmale verstehen.
Arten und Design von konischen Paaren
Jedes Kegelradpaar besteht aus zwei Zahnrädern mit kegelförmigen Anfangsflächen und sich schneidenden Wellenachsen.Das heißt, die Zahnräder des Paares haben eine Kegelform und sind im rechten oder unterschiedlichen Winkel zueinander angeordnet.
Kegelpaare unterscheiden sich in der Form der Zähne und der Anordnung der Zahnräder zueinander.
Zu beachten ist, dass die Zahnräder des Kegelradpaares je nach Verwendungszweck einen eigenen Namen haben:
● Der Antrieb ist nur ein Zahnrad;
● Der Slave ist ein Getriebe.
Je nach Form der Zähne sind konische Paare:
● Mit geraden Zähnen;
● Mit gebogenen Zähnen;
● Mit kreisförmiger Verzahnung;
● Mit tangentialer (schräger) Verzahnung.
Zahnräder mit geraden Zähnen sind am einfachsten aufgebaut – sie sind parallel zur Radachse geschnitten.Kreisförmige Zähne sind komplexer, sie werden um den Umfang herum mit einem bestimmten Durchmesser geschnitten.Tangentiale (oder schräge) Zähne ähneln geraden Zähnen, sind jedoch von der Zahnradachse abgelenkt.Am komplexesten sind krummlinige Zähne, deren Behinderung durch verschiedene Formeln (Funktionen) festgelegt wird.Eine solche Vielfalt in der Form der Zähne von Kegelrädern erklärt sich durch Unterschiede in der Belastbarkeit der Zahnräder und deren Geräuschentwicklung.Zahnräder mit geraden Zähnen halten den geringsten Belastungen stand, sind aber auch am lautesten.Schrägverzahnte Zahnräder sind geräuschärmer und laufen ruhiger.Und Zahnräder mit gebogenen und runden Zähnen halten höchsten Belastungen stand, außerdem sind sie am wenigsten laut.
Entsprechend der relativen Position der Zahnräder werden die Paare in zwei große Gruppen eingeteilt:
● Gewöhnlich, mit den zusammenfallenden Scheitelpunkten der Anfangsflächen der Zahnräder (d. h. wenn Sie sich die Zahnräder in Form von Kegeln vorstellen, dann konvergieren ihre Scheitelpunkte in einem Punkt);
● Hypoid, mit verschobenen Scheitelpunkten der Anfangsflächen der Zahnräder.
KonischPaar mit kreisförmigem ZahnHypoidkegelpaar mit gebogenem Zahn
Im ersten Fall liegen die Achsen der Zahnräder in einer Ebene, im zweiten Fall sind die Achsen in einer der Ebenen versetzt.Hypoidgetriebe können nur aus Kegelrädern mit schrägen oder gebogenen Zähnen bestehen, sie haben eine hohe Belastbarkeit und arbeiten nahezu geräuschlos.
Kegelräder können gleichzeitig mit der Welle oder getrennt davon hergestellt werden.Normalerweise verfügt die Welle über Zahnräder mit kleinem Durchmesser, die großen Zahnräder der Antriebsachsgetriebe haben ein großes Innenloch zur Montage am Differentialgehäuse.Zahnräder werden aus speziellen Stahlsorten unter Verwendung verschiedener Technologien hergestellt – Drehen und Fräsen, Rändeln, Stanzen mit anschließendem Rändeln usw. Konische Paare erfordern für ihren Betrieb eine ständige Schmierung, und in Hypoidgetrieben werden Fette spezieller Marken verwendet.
Leistung und Standardisierung von Kegelrädern
Von den Hauptmerkmalen von Kegelrädern sind hervorzuheben:
● Übersetzungsverhältnis – berechnet aus dem Verhältnis der Zähnezahl des Zahnrads und des Rads (liegt normalerweise im Bereich von 1,0 bis 6,3, kann jedoch stark abweichen);
● Durchschnittliche normale und äußere Umfangsmodule;
● Geometrische Abmessungen von Zahnrädern.
Es gibt auch andere Parameter von Kegelrädern, die jedoch im Betrieb oder bei der Reparatur von Getrieben oder anderen Mechanismen praktisch nicht verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass in Russland die Eigenschaften und Konstruktionsmerkmale von Kegelrädern standardisiert sind, die Zahnräder und die Mechanismen selbst gemäß GOST 19325-73 (gemeinsam für alle auf Kegelrädern basierenden Zahnräder), 19624-74 (Stirnräder) hergestellt werden ), 19326-73 (Zahnräder mit kreisförmigen Zähnen), GOST 1758-81 und andere.
Anwendbarkeit von Kegelpaaren in Fahrzeugen
Kegelräder werden am häufigsten in Getrieben von Fahrzeugen für verschiedene Zwecke verwendet:
Das Kegelpaar ist eine der Grundlagen des Antriebsachsgetriebes
● Als Hauptgetriebe in den Getrieben der Antriebsachsen von Fahrzeugen mit Hinterrad- und Allradantrieb.Typischerweise besteht ein solches Getriebe aus einem Zahnradpaar unterschiedlicher Größe, von denen eines (Slave) direkt am Differentialgehäuse montiert ist.Das Einzelgetriebe wird zusammen mit der Welle hergestellt, das Doppelgetriebe besteht aus einer Welle und einem weiteren Zahnrad (kegelförmig oder zylindrisch);
● Als Ober- und Untergetriebe der Antriebsvorderachsen von Radschleppern.Bei den oberen Getrieben können beide Zahnräder die gleiche Zähnezahl und Abmessungen haben, sie werden mit ihren Wellen gleichzeitig gefertigt.Bei den unteren Getrieben besteht das Abtriebsrad aus großem Durchmesser und weist eine spezielle Konstruktion für die Verbindung mit dem Rad auf;
● In verschiedenen Übertragungseinheiten und anderen Systemen.Konische Paare können unterschiedliche Designs haben, aber im Allgemeinen entsprechen sie dem oben Gesagten.
So kann ein Pkw ein (bei einem Fahrzeug mit einer Antriebsachse) bis zu drei (bei allradgetriebenen Dreiachsern) oder mehr (bei mehrachsigen Fahrzeugen mit Allradantrieb) Kegelpaaren und bei Traktoren aufweisen Bei einer vorderen Antriebsachse gibt es vier Kegelpaare, mindestens ein weiterer solcher Mechanismus kann im Getriebe des Traktors verwendet werden, um das Drehmoment auf die Zapfwelle zu übertragen.
So wählen und ersetzen Sie ein konisches Paar richtig
Während des Betriebs des Fahrzeugs ist das Kegelpaar erheblichen Belastungen ausgesetzt – über es wird das gesamte Drehmoment vom Motor auf die Antriebsachse übertragen, außerdem ist es aufgrund der Wechselwirkung mit anderen Vibrationen, Stößen und Erschütterungen ausgesetzt Teile.Dadurch verschleißen die Zähne der Zahnräder im Laufe der Zeit an den Berührungspunkten, es kann zu Spänen und Verhärtungen kommen, in manchen Fällen kommt es sogar zum vollständigen Abplatzen der Zähne.All dies äußert sich in einer Verschlechterung des Mechanismus und einer erhöhten Geräuschentwicklung.Bei Verdacht auf eine Fehlfunktion muss der Mechanismus zerlegt und überprüft werden, bei einem Getriebeausfall muss das Kegelpaar ausgetauscht werden.Es macht keinen Sinn, nur einen der Gänge zu wechseln, da in diesem Fall die Mechanik schnell wieder zum Problem wird.
Als Ersatz sollte ein Kegelpaar genommen werden, das in Design, Größe und Eigenschaften dem zuvor verbauten Mechanismus entspricht.Bei Bedarf können Sie einen Mechanismus mit einem anderen Übersetzungsverhältnis wählen, was die Leistung des Fahrzeugs verbessert.Ein solcher Austausch sollte jedoch mit Vorsicht und nur im Vertrauen darauf erfolgen, dass er möglich und gerechtfertigt ist – dies kann vom Hersteller selbst oder von Spezialisten gemeldet werden.
Der Austausch des Kegelrads muss gemäß den Anweisungen zur Reparatur des Autos oder Traktors erfolgen.Normalerweise erfordern diese Arbeiten erhebliche Eingriffe in die Antriebsachse und das Getriebe – für den Austausch der Zahnräder ist eine nahezu vollständige Demontage der Achse und ihrer einzelnen Mechanismen erforderlich.In manchen Fällen müssen Lager und Dichtungselemente ausgetauscht werden – diese sollten im Voraus gekauft werden.Beim Einbau der Zahnräder und beim Zusammenbau des Getriebes müssen unbedingt die vom Hersteller empfohlenen Schmierstoffe verwendet werden.Und nach Abschluss der Reparatur ist eine kurze Einlaufphase des Getriebes erforderlich.
Bei richtiger Auswahl und Austausch des Kegelpaares funktioniert der reparierte Übertragungsmechanismus zuverlässig und erfüllt seine Funktionen in allen Modi.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. Juli 2023