Innenzahnrad-Präzisionsbericht: Erfüllt dieses „Getriebeherz“ die Anforderungen?

In der Fabrik fungieren Zahnräder als das Herzstück der Maschinen, insbesondere die Innenzahnräder. Versteckt im Inneren der Ausrüstung übertragen sie lautlos Kraft; selbst die geringste Abweichung in der Präzision kann zu Fehlfunktionen der Maschine führen – was sich in übermäßigem Lärm während des Betriebs, erhöhter Anfälligkeit für Ausfälle oder sogar in einer Beeinträchtigung der Produktqualität äußert. Heute werden wir diesen Bericht analysieren, um festzustellen, ob dieses Innenzahnrad den erforderlichen Standards entspricht und mit Zuversicht verwendet werden kann.

Zunächst wollen wir klären: Was für ein Innenzahnrad ist das?

• Zahnrad-Identitätskarte: Dies ist ein Innenzahnrad, das für die Präzisionsübertragung verwendet wird, wobei die wichtigsten Inspektionspunkte die ‘Zähne’ (rechte Flanke, linke Flanke) und die ‘Zahnlücken’ (innere Flanken) sind, da diese Bereiche für die Kraftübertragung entscheidend sind;
• Inspektionsausrüstung: Verwendet wurde die Spezialwerkzeugmaschine #1595, wobei die Umgebungstemperatur bei 27,5°C gehalten wurde. Die Temperaturkontrolle ist entscheidend – da Zahnräder aus Metall bestehen, wirken sich Wärmeausdehnung und -kontraktion auf die Abmessungen aus, wodurch sichergestellt wird, dass Messungen bei einer festen Temperatur genaue Ergebnisse liefern.
• Referenzstandards und Werkzeuge: Die Messungen wurden nach der deutschen Norm DIN 3962 durchgeführt (in der Industrie als die definitive ‘Zahnradpräzisionsspezifikation’ anerkannt). Für die Datenanalyse wurde die professionelle Software GearPro v3.17.61 verwendet, die effektiv eine ‘CT-Scan’ des Zahnrads durchführte und hochzuverlässige Ergebnisse lieferte.

Kernfrage 1: Sind die Zahnradabmessungen korrekt? Passen sie und drehen sie sich reibungslos?

1. Zahngröße — Modul: Das Modul beträgt 5,5000 mm, einfach ausgedrückt, dies bezeichnet die Dicke der “Zähne” — je größer das Modul, desto stabiler die Zähne, was eine größere Kraftübertragung ermöglicht. Diese Abmessung entspricht den Konstruktionsspezifikationen, was darauf hindeutet, dass es die erwartete Leistung bewältigen kann;
2. Kernkreis — Teilkreis: Der Teilkreis fungiert als ‘zentrale Spur’ für das Zahnrad. Während der Übertragung müssen die Teilkreise beider Zahnräder ineinandergreifen und sich gemeinsam drehen. Der gemessene Teilkreisdurchmesser für dieses Zahnrad beträgt 658,7042 mm, was dem Konstruktionswert entspricht und sicherstellt, dass während der Drehung kein Schlupf auftritt;
3. Außen- und Innenkreise— Kopfkreis und Fußkreis: Der Kopfkreisdurchmesser beträgt 647,7000 mm, während der Fußkreisdurchmesser 609,8605 mm beträgt. Der Unterschied zwischen diesen beiden bestimmt die ‘Zahnhöhe’. Die gemessene Höhe ist präzise und verhindert Probleme, bei denen die Zähne zu kurz sind, um richtig einzugreifen, oder zu lang sind, um ein Verklemmen zu verursachen.
4. Zahnbreite: Die Zahnbreite beträgt 130,0000 mm. Eine größere Breite vergrößert die Zahnradkontaktfläche und reduziert den Verschleiß. Diese Breite erfüllt die Anforderungen für einen längeren Betrieb.
5. Sonderwinkel — Schrägungswinkel: Dieses Zahnrad hat einen Schrägungswinkel von 118°, was bedeutet, dass die Zähne in einem Winkel geschnitten sind. Diese Konstruktion ermöglicht eine sanftere Übertragung. Der Bericht weist auf keine signifikante Winkelabweichung hin, was bestätigt, dass der Winkel korrekt ist.
6. Indirekte Inspektion — Teilung: Beim Messen von Zahnrädern werden zwei Standard-‘kleine Stäbe’ zwischen die Zähne eingeführt, um den Abstand (Teilung) zu messen. Der Standardabstand dieses Zahnrads beträgt 637,900 mm, mit einer tatsächlichen Messung von 635,460 mm. Die Abweichung liegt innerhalb der zulässigen Grenzen — was auf einen gleichmäßigen Zahnabstand ohne Variationen in der Zahndicke hindeutet.

Kernfrage 2: Ist die Präzision ausreichend? Läuft es reibungslos und leise?

Korrekte Abmessungen sind lediglich die Grundlage; Präzision ist der Schlüsselfaktor, der bestimmt, ob ein Zahnrad ‘zweckmäßig’ ist.

1. Zahnabstand — Teilungsfehler: Der Abstand zwischen jedem ‘Zahn’ darf nicht übermäßig variieren. Der Bericht besagt, dass der zulässige Fehler für eine einzelne Teilung 8,0μm beträgt (feiner als ein menschliches Haar). Tatsächliche Messungen lagen meist zwischen 2,5 und 8,0μm, wobei einige sich dem oberen Grenzwert näherten. Dies ist unproblematisch und hat keinen Einfluss auf die Übertragung; Die kritischere ‘kumulative Fehler’-Toleranz beträgt 32,0μm. Tatsächliche Messungen ergaben nur 10,0μm und 8,0μm, deutlich unter dem Standard. Dies stellt sicher, dass das Zahnrad reibungslos ohne ‘Klackern’ während der Drehung arbeitet;
2. Zahnneigung—Zahnrichtungsfehler: Zähne dürfen sich nicht übermäßig entlang der axialen Richtung abweichen. Der Bericht gibt LB [%] = -4,8521 an. Obwohl negativ, liegt dies innerhalb der akzeptablen Grenzen und bestätigt die korrekte Zahnausrichtung. Dies gewährleistet einen vollständigen Kontakt während der Übertragung und verhindert lokalen Verschleiß.
3. Zahnprofilfehler: Die ‘Seitenkurve’ der Zähne muss den Konstruktionsspezifikationen entsprechen, um ‘Fehlanpassungen’ zu vermeiden. Der Bericht weist auf keine Probleme mit der Kurve hin, was bestätigt, dass das Zahnprofil akzeptabel ist und zu minimalem Lärm während der Drehung führt.

Fazit: Genehmigt! Erfüllt hochpräzise Anforderungen

Laut dem Bericht erfüllt dieses Innenzahnrad alle dimensionalen und präzisen Standards, wobei sein kumulativer Fehler die Anforderungen deutlich übertrifft, was es zu einem Spitzenreiter macht. Es eignet sich für Anwendungen, die hohe Präzision erfordern, wie z. B. in den Gelenken von Industrierobotern, Präzisionswerkzeugmaschinen und sogar in der Zusatzausrüstung in der Luft- und Raumfahrt. Es passt nicht nur und dreht sich reibungslos, sondern arbeitet auch stabil und mit außergewöhnlicher Haltbarkeit. Für Geräte, die eine präzise Übertragung erfordern, ist die Auswahl eines solchen Zahnrads zweifellos die richtige Wahl.