Übersetzungsverhältnis

Übersetzungsverhältnis bezeichnet in der Maschinentechnik das Verhältnis der Drehzahlen zwischen Eingangs- und Ausgangswelle eines Übersetzungssystems, häufig eines Getriebes oder Zahnradsystems. Es gibt an, ob der Ausgang schneller oder langsamer dreht als der Eingang und wie sich dadurch das Drehmoment verändert.

In einem einstufigen Zahnradsystem mit einem antreibenden Rad (Z1 Zähne) und einem mitgetriebenen Rad (Z2 Zähne) gilt das Übersetzungsverhältnis als i = ω_in/ω_out = Z2/Z1. Daraus folgt ω_out = ω_in / i und das Ausgangsmoment τ_out = i · τ_in, unter der Annahme idealer Kraftübertragung (P_in = P_out). Da P = ω · τ gilt, ist auch die Leistungsübertragung bei realen Getrieben geringer als im Idealfall, die Verluste durch Reibung, Wärme und Leistungswege reduzieren die Effizienz.

Typisch unterscheidet man untergesetzte Systeme (i > 1, Geschwindigkeit wird reduziert, Drehmoment steigt) von Übersetzungen (i < 1). Mehrstufige Übersetzungen erzielen größere Gesamtraten, indem mehrere einfache Stufen nacheinander geschaltet werden. Bei der Auslegung spielen neben der gewünschten Geschwindigkeits- und Kraftübertragung auch Tragfähigkeit, Wirkungsgrad und Baugröße eine Rolle.

Anwendungen finden sich in Fahrzeuggetrieben, Industrieantrieben, Werkzeugmaschinen und Fahrrädern. Im Fahrradbereich entspricht das Übersetzungsverhältnis dem Verhältnis der Zähnezahl von Kettenblatt zu Kassette bzw. Ritzel; es bestimmt, wie stark der Tretwinkel auf die Radleistung übertragen wird.