Stirnradgetriebe mehrstufig (1)

Warum kann man in einem einstufigen Getriebe nur ein begrenztes Übersetzungsverhältnis unterbringen? Was soll man tun, wenn der Abtrieb sehr viel langsamer laufen soll als der Antrieb - wenn man also ein hohes Übersetzungsverhältnis benötigt?

3. und 4. Ausbildungsjahr
 

Stirnradgetriebe mehrstufig (1)

Wir gehen davon aus, dass die Getriebe, über die wir hier reden, hoch belastet sind, so wie es etwa bei Antrieben in PKW, Baumaschinen, Werkzeugmaschinen usw. der Fall ist. Dann kann man sagen, dass - aus Festigkeits-, aber auch Platzgründen - ein einstufiges Getriebe selten mit einem höheren Übersetzungsverhältnis als 3 : 1 = 3 gebaut wird.

Das Bild eines Uraltkrans zeigt das Gegenstück: Das Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden Stirnrädern beträgt 8 : 1 mit einem riesengroßen Abtriebsrad.

Was tun wir, wenn unser Getriebe ein Übersetzungsverhältnis von 10 : 1,  20 : 1 oder mehr erbringen soll?
Dann bauen wir eines, in dem mehrere Einzelstufen mit jeweils kleinem Übersetzungsverhältnis kombiniert sind.
Überlegen Sie doch einmal, bevor wir ein solches Getriebe beschreiben: In welcher Weise könnten diese Einzelstufen zusammenarbeiten?

Die Lösung: Man verbindet Rad 1 der 2. Stufe fest mit Rad 2 der 1. Stufe. So beginnt die 2. Stufe schon mit der kleinen Drehzahl von Stufe 1 zu laufen und verringert diese Drehzahl am Rad 4 ein zweites Mal.
Setzt man Rad 2 der 2. Stufe dann noch wie in der rechten Skizze nach oben, dann erhält man ein kompaktes, Platz sparendes Getriebe. Grundsätzlich kann man weitere Stufen anhängen.

Rechnerisch sieht es so aus:
Die vier Räder werden durchnummeriert, z. B. n₁, n₂, n₃, n₄. Die ungeraden Nummern gehören zu den treibenden, die geraden zu den getriebenen Rädern.
Da Rad 2 der 1. Stufe mit Rad 3 der 2. Stufe fest verbunden ist, haben sie dieselbe Drehzahl: n₃ = n₂.
 

Bild: Dreistufiges Stirnrad-Getriebe, schräg verzahnte Räder (Wikipedia) 

Siehe auch: Mehrstufige Getriebe (2)

• Stirnradgetriebe mehrstufig (2)
• Stirnräder: Einstufiges Getriebe
• Zahnräder, Getriebe (Teil 1)
• Zahnraddarstellung
• Zahnradberechnung (1)