Geradverzahnung

Geradverzahnung bezeichnet eine Verzahnungsform, bei der die Zähne eines Zahnrads parallel zur Achse verlaufen. Damit handelt es sich in der Regel um eine Stirnradverzahnung (Spurverzahnung). Sie ist die einfachste und am häufigsten eingesetzte Verzahnungsart in Getrieben, insbesondere dort, wo Achsenpaare axial zueinander liegen und geringe Bauhöhe gewünscht ist.

Technische Grundlagen: Die wichtigsten Größen sind die Zähnezahl z, der Modul m und der Teilkreisdurchmesser d = m·z. Der Grundkreis hat den Durchmesser dg, der sich aus dem Eingriffsverlauf ergibt; der Basisdurchmesser db = d·cos(phi) wird durch den Eingriffswinkel phi bestimmt (typisch 20°). Die Addendumhöhe beträgt ha = m, die Dedendum hf ≈ 1,25·m und der Freiraum (Clearance) ca. 0,25·m. Üblich ist das Involutprofil; die Zähne erscheinen in der Axialprojektion als gerade Linien, der Kontakt verläuft entlang der Eingriffsfläche. Der Kontaktquotient liegt typischerweise zwischen 1,2 und 2,0.

Herstellung und Werkstoffe: Typische Fertigungsverfahren sind Hobbing, Räumen und Schleifen; bei größeren Modulen kommen auch spezielle Räum- oder Formverfahren zum Einsatz. Verwendete Werkstoffe reichen von legierten Stählen und Vergütungsstählen über Gussstahl bis zu Aluminiumlegierungen; oft werden Oberflächenhärtende Verfahren wie Härten oder Induktivhärten eingesetzt, um die Lebensdauer zu erhöhen.

Anwendungen, Vor- und Nachteile: Geradverzahnungen finden sich in Kegel- und Planetenstufen, Motor- und Getriebestufen sowie in Pumpen und Förderanlagen. Vorteile sind einfache Herstellung, Robustheit und kosteneffiziente Produktion bei mittleren Lasten. Nachteile umfassen hörbare Geräusche und Vibrationsanfälligkeit bei höherer Drehzahl, begrenzte Tragfähigkeit im Vergleich zu schrägverzahnten Zähnen und potenziell größere Lastwechsel im Eingriff.