Zahnrad

Zahnrad

Das Maschinenelement Zahnrad ist ein Rad mit über den Umfang gleichmäßig verteilten Zähnen. Es wird vorwiegend zur Übertragung zwischen zwei Drehungen (Paarung zweier Zahnräder) oder einer Drehung und einer geradlinigen Bewegung (Paarung eines Zahnrades mit einer Zahnstange) gebraucht. Zahnrad-Paarungen sind formschlüssig, das heißt ohne Schlupf.[1]
Soll das Übersetzungsverhältnis auch im Kleinen konstant sein, das heißt vom Eingriff des vorherigen bis zum Eingriff des nachfolgenden Zahns in die Lücken des Gegenrades, so ist das erste Verzahnungsgesetz zu beachten. Der Formschluss geht nicht verloren, wenn dafür gesorgt wird, dass der nachfolgende Zahn bereits im Eingriff ist, bevor der Eingriff des vorangehenden Zahns abbricht (zweites Verzahnungsgesetz).
Die Form der Zahnflanken ist grundsätzlich beliebig. Die für eine Flanke gewählte Form bestimmt aber die Form der Gegenflanke am Gegenrad. Praktisch beschränkt man sich auf Flankenformen, die einfach herstellbar (damit auch geometrisch einfach beschreibbar) sind. Die größte Verbreitung haben die Evolventenverzahnung und die Zykloidenverzahnung mit jeweils eigenen Vorteilen im Gebrauch.
In einem Zahnrad-Getriebe sind Zahnräder untereinander gepaart (einschließlich Paarung eines Zahnrades mit einer Zahnstange). Bei einem Kettengetriebe greifen Kettenglieder (zum Beispiel einer Fahrradkette) in die Lücken von wenigstens zwei Zahnrädern (zum Beispiel in ein Kettenrad und ein Ritzel beim Fahrrad). In einem Zahnriemengetriebe ist die Kette durch einen Zahnriemen ersetzt (zum Beispiel zum Ventilantrieb bei Viertaktmotoren).