Der MOTTEK Produktberater für Stirnräder / Zahnräder
Wie finde ich das passende Zahnrad?
Ein Stirnrad lässt sich eindeutig über drei Parameter bestimmen: Modul, Zähnezahl und Material. Wer diese drei Werte kennt, findet das passende Rad ohne Umwege. Auf dieser Seite erklären wir, wie Sie diese Werte aus einer vorhandenen Anlage ermitteln oder für eine Neuauslegung berechnen.
Schritt 1: Den Modul bestimmen
Der Modul ist das wichtigste Auswahlkriterium. Er beschreibt die Größe der Zähne: Je größer der Modul, desto größer und robuster die Zähne und desto höher das übertragbare Drehmoment. Zwei Zahnräder kämmen nur miteinander, wenn sie denselben Modul haben.
Auf einem vorhandenen Zahnrad ist der Modul oft direkt eingraviert oder auf dem Bauteil eingeschlagen. Ist das nicht der Fall, können Sie ihn aus Teilkreisdurchmesser und Zähnezahl berechnen:
Modul m = Teilkreisdurchmesser d / Zähnezahl z
Den Teilkreisdurchmesser messen Sie nicht am Zahnkopf, sondern in der Mitte der Zahnflanken. Eine praktische Alternative: Zählen Sie die Zähne und messen Sie den Außendurchmesser (Kopfkreisdurchmesser). Der Teilkreisdurchmesser liegt bei Normprofilen um zwei Zahnhöhen unterhalb des Außendurchmessers, also d ≈ da − 2m. Da der Modul unbekannt ist, empfiehlt es sich, das Ergebnis mit unserem Zahnweitenrechner zu überprüfen oder uns direkt zu kontaktieren.
Unser Sortiment umfasst folgende Module: 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6 und 8. Die Zahnbreite ist pro Modul fest: Sie entspricht dem zehnfachen Modulwert in Millimetern (Modul 2 = 20 mm Zahnbreite, Modul 5 = 50 mm Zahnbreite usw.).
Schritt 2: Die Zähnezahl bestimmen
Die Zähnezahl legt den Teilkreisdurchmesser des Rades fest und bestimmt damit die Übersetzung:
Teilkreisdurchmesser d = Modul m × Zähnezahl z
Bei einem Tausch lesen Sie die Zähnezahl einfach am alten Rad ab. Bei einer Neuauslegung berechnen Sie die Zähnezahl aus dem gewünschten Achsabstand.
Achsabstand berechnen: Wenn zwei Stirnräder miteinander kämmen, ergibt sich der Achsabstand a aus den Teilkreisdurchmessern beider Räder:
a = (d1 + d2) / 2 = (z1 + z2) × m / 2
Kennen Sie den gewünschten Achsabstand und den Modul, lässt sich daraus die Summe der Zähnezahlen beider Räder ermitteln. Wie Sie diese auf Antriebs- und Abtriebsrad aufteilen, hängt von der gewünschten Übersetzung ab.
Übersetzung: Das Drehzahlverhältnis zwischen zwei kämmenden Rädern entspricht dem Verhältnis ihrer Zähnezahlen. Ein Rad mit 20 Zähnen treibt ein Rad mit 40 Zähnen mit halber Drehzahl und doppeltem Drehmoment an.
Mindestzähnezahl: Stirnräder mit weniger als 12 Zähnen sind im Normalfall nicht lieferbar. Darunter entstehen Unterschnitte an der Zahngeometrie, die die Tragfähigkeit erheblich mindern.
Schritt 3: Das Material wählen
Das Material bestimmt Tragfähigkeit, Verschleißverhalten und Eignung für die Umgebungsbedingungen. Unser Sortiment bietet vier Ausführungen.
Stahl (C45)
C45 ist der Standard für allgemeine Industrieanwendungen. Der Vergütungsstahl bietet gute Zähigkeit und ausreichende Härte für moderate bis mittlere Belastungen. Verfügbar in allen Modulen von 1 bis 8, mit der breitesten Zähnezahl-Auswahl im gesamten Sortiment.
Gehärtet (C45 einsatzgehärtet)
Für höhere Drehmomente und stärkeren Verschleiß. Die gehärtete Oberfläche erhöht die Flankentragfähigkeit deutlich, während der zähe Kern Stoßbelastungen aufnimmt. Verfügbar in den Modulen 2 bis 6 mit einer eingeschränkten Zähnezahl-Auswahl (12 bis 60). Wenn Ihre Anwendung hohe Lasten oder häufige Lastwechsel beinhaltet, ist diese Ausführung die richtige Wahl.
Edelstahl
Für Anwendungen mit Korrosionsbelastung: Lebensmittelindustrie, Chemie, Außenanlagen, Reinraumumgebungen. Edelstahl-Stirnräder sind etwas weicher als C45, bieten aber hervorragende Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Säuren und Laugen.
Kunststoff
Kunststoff-Stirnräder laufen geräuscharm, sind wartungsarm (kein Schmieröl nötig) und eignen sich für leichte Lasten. Typische Anwendungen: Büromaschinen, Drucktechnik, Medizintechnik, Haushaltsgeräte. Kunststoffräder können ohne Schmierung direkt mit Stahlrädern kämmen, was in vielen Getrieben bewusst eingesetzt wird.
Stirnrad mit Zahnstange kombinieren
Ein Stirnrad, das mit einer Zahnstange kämmt, wandelt Drehbewegung in lineare Bewegung um. Dieses Ritzel-Zahnstangen-Prinzip kommt in Hubanlagen, Werkzeugmaschinen, Regalbediengeräten und Linearachsen zum Einsatz. Modul und Zahngeometrie von Rad und Zahnstange müssen dabei übereinstimmen.
Sonderanfertigungen
Wenn das benötigte Stirnrad nicht als Standardartikel verfügbar ist – etwa wegen eines ungewöhnlichen Moduls, einer besonderen Bohrung, einer speziellen Verzahnungsgeometrie oder weil eine Anlage stillsteht und schnell Ersatz braucht – fertigen wir in unserer Zerspanung nach Zeichnung oder Muster.
Anfrage Sonderfertigung Stirnrad
Alternativ können Sie uns über unser Kontaktformular erreichen. Geben Sie dabei Modul, Zähnezahl, Zahnbreite, Bohrungsdurchmesser und Werkstoff an – oder schicken Sie uns eine Zeichnung oder ein Muster.