Mechanik: Übersetzung von Zahnrädern berechnen

Wenn ein kleines Zahnrad, welches von einem Motor angetrieben wird, ein großes Zahnrad antreibt, entsteht eine Untersetzung:

  • Das große Zahnrad dreht sich langsamer, aber mit viel mehr Drehmoment / Drehkraft.
  • Der Motor muss weniger Kraft aufbringen, weil sein Zahnrad mit kleinerem Radius einen mechanischen Vorteil erzeugt.
  • Man bekommt also mehr Zugkraft, aber weniger Geschwindigkeit.

Das ist exakt das gleiche Prinzip wie bei einem Fahrrad:

  • Kleines Ritzel vorne, großes Ritzel hinten → leicht zu treten, aber langsam.

Klein treibt groß = geringere Drehzahl, höherer Drehmoment. Das nutzt man, wenn man Drehmoment / Drehkraft braucht statt Geschwindigkeit.

Groß treibt klein = höhere Drehzahl, weniger Drehmoment. Das nutzt man, wenn man Geschwindigkeit braucht statt Kraft.

Beispiel zur Vorstellung

Angenommen:

  • Motorzahnrad: 10 Zähne
  • Lastzahnrad: 50 Zähne

Übersetzung:

5010=5

Das bedeutet:

  • Die Last bekommt 5× mehr Drehmoment
  • Der Motor muss nur 1/5 der Kraft aufbringen
  • Die Last dreht sich 5× langsamer

Animation

Über den Link gibt es Animationen mit 3 relevanten Beispielen für die eigene Vorstellung:

  • Ein kleines Zahnrad treibt ein großes an
  • Ein noch kleineres Zahnrad treibt ein noch größeres Zahnrad an
  • Ein großes Zahnrad treibt ein kleines Zahnrad an.

https://www.gearsket.ch/#b3ca64f5d4b87bf9