Ein Getriebe, auch Untersetzungsgetriebe genannt, ist eine in mechanischen Übertragungssystemen häufig eingesetzte Vorrichtung. Seine Aufgabe besteht darin, die Eingangsdrehzahl und das Eingangsdrehmoment eines Motors oder einer anderen Antriebsquelle in eine für die jeweilige Anwendung geeignete Ausgangsdrehzahl und ein entsprechendes Ausgangsdrehmoment umzuwandeln.
Durch den Einsatz unterschiedlicher Zahnradkombinationen kann ein Getriebe verschiedene Übersetzungsverhältnisse und Drehmomentausgaben realisieren, was es zu einem unverzichtbaren Bestandteil mechanischer Übertragungssysteme macht. Seine Hauptaufgabe ist die Drehzahlreduzierung und Drehmomenterhöhung.
HINWEIS: Getriebe erzeugen kein Drehmoment, sie übertragen es lediglich.
Das Nenndrehmoment eines Getriebes bezeichnet das maximale Dauerdrehmoment, für das es ausgelegt ist. Eine Überschreitung dieses Drehmoments kann zu Beschädigungen oder Ausfällen führen. Das zulässige Spitzendrehmoment bezeichnet das maximale Drehmoment, dem das Getriebe für kurze Zeit standhalten kann, typischerweise wenige Sekunden oder weniger. Dieser Wert hängt von der Konstruktion des Getriebes, der Materialauswahl sowie den zu bewältigenden Last- und Betriebsbedingungen ab.
Unter normalen Betriebsbedingungen sollte das Ausgangsdrehmoment unterhalb des Nenndrehmoments bleiben, um einen zuverlässigen Betrieb und eine ausreichende Lebensdauer sicherzustellen.
Das tatsächliche Ausgangsdrehmoment eines Getriebemotors ist das Drehmoment, das nach der Kopplung des Motors mit dem Getriebe an der Getriebeabtriebswelle abgegeben wird. Es kann mit folgender Formel berechnet werden:
Getriebe-Ausgangsdrehmoment = Motordrehmoment × Übersetzungsverhältnis × Getriebewirkungsgrad
Als Beispiel dient der 17HS15-1584S-MG10. Dieses Produkt kombiniert den Schrittmotor 17HS15-1584S mit dem Getriebe MG17-G10.
Die Drehmomentwerte vor und nach dem Einbau des Getriebes sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:
| Motordrehzahl (RPM) | Motordrehmoment (Nm) | Getriebe-Ausgangsdrehzahl (RPM) | Getriebemotor-Drehmoment (Nm) | Berechnetes Drehmoment (Motordrehmoment × Übersetzung × Wirkungsgrad) |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0,3259 | 100 | 2,49 | 2,9331 |
| 15 | 0,31 | 150 | 2,62 | 2,79 |
| 20 | 0,31 | 200 | 2,8 | 2,79 |
| 25 | 0,29 | 250 | 2,53 | 2,61 |
| 30 | 0,26 | 300 | 2,23 | 2,34 |
| 35 | 0,24 | 350 | 1,98 | 2,16 |
| 40 | 0,19 | 400 | 1,73 | 1,71 |
| 45 | 0,19 | 450 | 1,49 | 1,71 |
| 50 | 0,15 | 500 | 1,54 | 1,35 |
Wie ersichtlich, stimmt das tatsächliche Ausgangsdrehmoment des Getriebemotors im Allgemeinen mit den berechneten Werten überein. Wenn ein hohes Drehmoment erforderlich ist, können Sie daher flexibel verschiedene Motor-Getriebe-Kombinationen mit passenden Übersetzungsverhältnissen wählen.
Bedeutet ein größeres Übersetzungsverhältnis immer ein höheres Ausgangsdrehmoment?
Die Antwort ist nein. Bei der Auswahl eines Getriebes führt ein höheres Übersetzungsverhältnis nicht automatisch zu einem größeren nutzbaren Ausgangsdrehmoment. Der mit der Formel berechnete theoretische Wert darf das Nenndrehmoment des Getriebes nicht überschreiten, da andernfalls die Lebensdauer verringert wird und sogar dauerhafte Schäden entstehen können.