Hochwertige Zahnräder für jede Anwendung – WIAG Antriebstechnik

Zahnräder bilden das fundamentale Herzstück moderner Antriebstechnik und sorgen tagtäglich für die hocheffiziente Übertragung von Kräften und Drehmomenten in der Industrie. Als sachkundiger Hersteller für Zahnräder nach Maß vereinen wir bei WIAG Antriebstechnik jahrzehntelange Expertise mit modernster Fertigungstechnologie, um mechanische Drehbewegung präzise und zuverlässig zu übersetzen. Das nahtlose Ineinandergreifen der Zähne ermöglicht es, Drehzahlen exakt zu steuern, hohe Lasten zu bewältigen und komplexe Baugruppen in Bewegung zu halten. Ob im Maschinenbau, in der Automatisierung oder in hochspezialisierten Nischen: Hochwertige Verzahnungskomponenten sichern die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit gesamter Systeme.

Als erfahrener Partner bieten wir Ihnen sowohl standardisierte Maschinenelemente als auch maßgeschneiderte Sonderanfertigungen. Mit unserer breiten Materialauswahl, extrem hohen Fertigungstiefe und zertifizierter Präzision stellen wir sicher, dass Ihre Systeme stets leise, verschleißarm und wirtschaftlich laufen.

Inhaltsverzeichnis

  1. Warum WIAG Antriebstechnik Ihr idealer Partner ist
  2. Standardlösungen oder maßgeschneiderte Bauteile
  3. Zahnräder fertigen lassen – präzise Fertigungsverfahren
  4. Fertigungsablauf bei WIAG Antriebstechnik
  5. geschliffene Zahnräder für höchste Qualitätsansprüche
  6. Bauformen und Zahnradarten im Überblick
  7. Zahnrad: Werkstoff-Vergleich von C45 und 42CrMo4
  8. Welchen Modul benötige ich für meine Anwendung?
  9. Wie lautet die Formel zum Berechnen des Zahnrad-Moduls?
  10. Was ist der Vorteil einer Schrägverzahnung gegenüber einer Geradverzahnung bei Stirnrädern?
  11. Warum ist der Eingriffswinkel von 20° industrieller Standard?
  12. Erstklassige Zahnräder bei WIAG Antriebstechnik kaufen
  13. FAQ zu Zahnrädern

Warum WIAG Antriebstechnik Ihr idealer Partner ist

Als etablierter Hersteller für Zahnräder bieten wir bei WIAG Antriebstechnik unseren Kunden aus dem Maschinen- und Anlagenbau passgenaue Lösungen für komplexe Anwendungen. Unser Anspruch ist es, maximale Laufruhe und minimalen Verschleiß durch höchste Verzahnungsqualität zu garantieren. Durch die stetige Investition in moderne Fertigungsverfahren decken wir den gesamten Produktionsprozess aus einer Hand ab. Von der Konstruktionsberatung über das Spanen bis hin zur finalen Veredelung begleiten wir Ihr Projekt mit umfassender Expertise. Basierend auf Ihrer Zeichnung produzieren wir für Sie somit auch gerne individuelle Zahnräder – als Serienfertigung oder Einzelstücke. Kontaktieren Sie uns für eine persönliche Beratung und finden Sie das passende Bauteil für Ihr Projekt!

Standardlösungen oder maßgeschneiderte Bauteile

Suchen Sie nach sofort verfügbaren Bauteilen oder benötigen Sie individuelle Zahnräder nach Maß? Bei WIAG Antriebstechnik bedienen wir beide Anforderungen auf höchstem Niveau. Standardisierte Bauteile decken viele gängige Industrieanforderungen kosteneffizient ab. Wenn jedoch komplexe Einbauräume, spezielle Schnittstellen oder außergewöhnliche Übersetzungsverhältnisse gefordert sind, fertigen wir exakt nach Ihren Zeichnungen und Vorgaben. Unsere Ingenieure unterstützen Sie von der ersten Idee bis zur Serienreife.

  • Standardzahnräder: schnell lieferbar, normgerecht und kosteneffizient für klassische Standardantriebe
  • Sonderanfertigungen: individuelle Geometrien, spezielle Werkstoffe und maßgeschneiderte Nabenverbindungen

Zahnräder fertigen lassen – präzise Herstellungsverfahren

Wer hochpräzise Zahnräder fertigen lassen möchte, erwartet erstklassige Toleranzen und eine lückenlose Qualitätssicherung. Bei WIAG Antriebstechnik nutzen wir hochmoderne Zerspanungstechnologien, um Bauteile von herausragender Güte herzustellen. Unser Maschinenpark umfasst leistungsfähige CNC-Fräsen, sowie Anlagen für präzises Drehen, Wälzfräsen und Wälzstoßen. Durch die Kombination verschiedener Verfahren realisieren wir komplexe Profile und Oberflächengüten, die exakt auf Ihre Belastungsprofile abgestimmt sind.

Fertigungsablauf bei WIAG Antriebstechnik:

  • Rohmaterialauswahl & Zuschnitt
  • Drehen & Zerspanen der Grundform
  • Verzahnung (Fräsen / Hobeln)
  • Wärmebehandlung (z. B. Härten)
  • Verzahnungsschleifen & Finish
  • Qualitätskontrolle & Freigabe

Geschliffene Zahnräder für höchste Qualitätsansprüche

Für leise Antriebe und hohe Belastungen liefern wir hochpräzise geschliffene Zahnräder. Nach dem Schruppen und der Wärmebehandlung sorgt das abrasive Verzahnungsschleifen dafür, dass Härteverzüge perfekt korrigiert und minimale Rauheitswerte erreicht werden. Unsere geschliffenen Stirnräder und Verzahnungskomponenten erreichen exzellente Qualitätsstufen nach DIN 3962/67 (Qualitätsstufen 4 bis 7). Das Ergebnis ist ein nahezu geräuschloser Lauf mit maximaler Lebensdauer.

Qualitätsstufe (DIN 3961/62)FertigungsverfahrenTypische Einsatzbereiche
Qualität 1-6Gehont/geschliffenHochgeschwindigkeitsgetriebe, Automobilindustrie, Pumpen
Qualität 5-7Geschliffen/geschabtPräzisionsmaschinenbau, Messgeräte
Qualität 5-9Wälzgefräst/wälzgestoßenAllgemeine Antriebstechnik, Fördertechnik
Qualität 7-12Formgefräst/geräumtRobuste Agrar- und Bauantriebe

Bauformen und Zahnradarten im Überblick

Unser umfangreiches Portfolio deckt sämtliche konstruktiven Anforderungen ab, um Bewegungen in unterschiedlichsten Winkeln und Achsabständen zu übertragen.

Stirnrad und Gegenrad

Das klassische Stirnrad überträgt Kräfte zwischen parallelen Wellen. Zusammen mit dem passenden Gegenrad bildet es ein verlässliches Stirnradgetriebe. Je nach Anforderung fertigen wir gerad- oder schrägverzahnte Varianten, mit balligen Flanken oder speziellen Profilkorrekturen.

Schneckenwellen und Schneckenräder

Für hohe Übersetzungen auf engstem Raum bei sich kreuzenden Wellen sind Schneckenwellen und Schneckenräder die ideale Wahl. Die Schraubenform der Schnecke greift kontinuierlich in das Schneckenrad ein und sorgt für einen vibrationsarmen, ruhigen Lauf.

Weitere Sonderformen

Neben den Hauptformen fertigen wir auch spezialisierte Maschinenelemente wie Kettenräder, ein passendes Kronenrad oder Ellipsenräder für ungleichmäßige Übersetzungen. Auch extrem leichter Kunststoff oder korrosionsbeständige Legierungen kommen je nach Einsatzzweck zur Anwendung. Von Stirnrädern über Kegelräder bis hin zu Schneckenwellen deckt WIAG Antriebstechnik alle gängigen Bauformen ab.

Zahnrad: Werkstoff-Vergleich von C45 und 42CrMo4

Die Wahl des richtigen Werkstoffs entscheidet maßgeblich über die Belastbarkeit, Lebensdauer und den Preis eines Zahnrads. Zu den am häufigsten verwendeten Stählen im Maschinenbau gehören der Vergütungsstahl C45 sowie der hochfeste Legierungsstahl 42CrMo4.

EigenschaftWerkstoff C45 (1.0503)Werkstoff 42CrMo4 (1.2245 / 1.7225)
WerkstoffgruppeUnlegierter VergütungsstahlLegierter Vergütungsstahl (Chrom-Molybdän)
Zugfestigkeit (R_m)ca. 600 – 850 N/mm²ca. 900 – 1200 N/mm²
HärtbarkeitMäßig (eher randschichthärtbar)Hervorragend (tiefenhärtbar)
ZähigkeitMittelSehr hoch (hohe Dynamik- & Schlagfestigkeit)
Typische AnwendungStandard-Maschinenbau, geringere LastenHochlastgetriebe, Fahrzeugbau, schwere Industrie
KostenWirtschaftlich/günstigHöher (aufgrund von Legierungselementen)

C45 ist ein hervorragender Allrounder für unkomplizierte Anwendungen mit mittlerer Beanspruchung. Er lässt sich gut zerspanen und induktiv randschichthärten.

42CrMo4 hingegen bietet durch seinen Chrom- und Molybdängehalt eine deutlich höhere Festigkeit und Zähigkeit. Dieser Stahl ist die erste Wahl für hochbelastete Getriebestufen, bei denen schlagartige Kräfte auftreten oder minimale Bauteilgrößen bei maximaler Leistung gefordert sind. C45 eignet sich perfekt für kosteneffiziente Standardanwendungen, während 42CrMo4 bei extremen dynamischen Lasten die nötige Festigkeit bietet.

Welchen Modul benötige ich für meine Anwendung?

Der Modul (m) ist die zentrale Kennzahl für die Dimensionierung einer Verzahnung. Er beschreibt das Verhältnis zwischen dem Teilkreisdurchmesser (d) und der Anzahl der Zähne (z). Der Modul bestimmt direkt die Zahnweite, Zahnhöhe und somit die Biegesteifigkeit des Zahns. Welchen Modul Sie für Ihre spezifischen Anwendungen benötigen, hängt vor allem vom zu übertragenden Drehmoment, der Drehzahl und dem gewählten Werkstoff ab.

Größere Module bedeuten dickere, robustere Zähne, die höhere Kräfte aufnehmen können. Kleinere Module ermöglichen dagegen eine sehr feine Abstufung, höhere Übersetzungen auf kleinem Raum und einen ruhigen Lauf. Unsere Ingenieure berechnen anhand Ihrer Leistungsdaten exakt, welcher Modul für Ihr Projekt optimal ist. Der Modul richtet sich nach den auftretenden Kräften – hohe Drehmomente erfordern einen größeren Modul für maximale Zahnfußfestigkeit.

Wie lautet die Formel zum Berechnen des Zahnrad-Moduls?

Die grundlegende geometrische Formel zur Berechnung des Moduls lautet: m=d/z

Hierbei steht:

  • M für den Modul in mm
  • d für den Teilkreisdurchmesser in mm
  • z für die Zähnezahl des Zahnrads

Alternativ lässt sich der Modul auch über die Teilung p (der Abstand von Zahnmitte zu Zahnmitte auf dem Teilkreis) berechnen: m=p/π

Für die statische und dynamische Festigkeitsberechnung im Maschinenbau reichen diese rein geometrischen Formeln jedoch meist nicht aus. Hier wird der erforderliche Modul anhand der Zahnfußbeanspruchung (nach DIN 3990) unter Berücksichtigung von Drehmoment, Biegemoment, Werkstoffkennwerten und Sicherheitsfaktoren ermittelt.

Was ist der Vorteil einer Schrägverzahnung gegenüber einer Geradeverzahnung bei Stirnrädern?

Bei einer Geradeverzahnung greift die gesamte Zahnbreite schlagartig auf einmal in die Lücke des Gegenrades. Dies führt zu periodischen Kraftspitzen und einer spürbaren Geräuschentwicklung. Bei einer Schrägverzahnung hingegen verläuft die Zahnkante geneigt zur Drehachse.

Das führt zu entscheidenden Vorteilen

  1. Höhere Laufruhe: Der Eingriff der Zähne erfolgt allmählich und kontinuierlich (kontinuierlicher Profilüberdeckungsgrad)
  2. Geringere Geräuschemission: Durch den sanften Eingriff laufen schrägverzahnte Getriebe selbst bei hohen Drehzahlen sehr leise
  3. Höhere Tragfähigkeit: Da sich die Last auf mehrere gleichzeitig im Eingriff befindliche Zähne verteilt, können bei gleicher Baugröße höhere Drehmomente übertragen werden

Ein konstruktiver Aspekt der Schrägverzahnung ist das Entstehen von Axialkräften, die bei der Lagerung der Wellen berücksichtigt werden müssen.

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Wir produzieren für Sie die passenden Kegelräder für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke. Ob Einzelstücke, in Serie oder für den Sonderbedarf – wir fertigen nach kundenspezifischen Vorgaben.

Warum ist der Eingriffswinkel von 20° industrieller Standard?

Der Eingriffswinkel bestimmt die Richtung der Kraftübertragung zwischen zwei miteinander kämmenden Zahnflanken. Ein Winkel von 20° hat sich weltweit als bester Kompromiss für allgemeine Industrieanwendungen durchgesetzt.

Ein kleinerer Eingriffswinkel führt zu dünneren Zahnfüßen und erhöht die Gefahr von Unterschnitt bei kleinen Zähnezahlen. Ein größerer Eingriffswinkel stärkt zwar den Zahnfuß und erlaubt höhere Lasten, erhöht jedoch gleichzeitig die Radialkräfte auf die Lagerung und reduziert die Profilüberdeckung. Der Standardwinkel von 20° bietet somit das optimale Gleichgewicht aus hoher Zahnfußfestigkeit, geringer Lagerbelastung und einfacher Herstellbarkeit mit Standard-Wälzwerkzeugen.

Erstklassige Zahnräder bei WIAG Antriebstechnik kaufen

Wenn Sie verlässliche Zahnräder als Serienfertigung oder maßgeschneiderte Einzelstücke suchen, sind Sie bei WIAG Antriebstechnik goldrichtig. Als zukunftsorientierter Hersteller von Zahnrädern stehen wir für kompromisslose Qualität, pünktliche Lieferung und partnerschaftliche Zusammenarbeit. Wir decken das gesamte Spektrum ab – von der effizienten Speicherung und Bereitstellung von Rohmaterialien über die präzise spanende Fertigung bis hin zum Veredeln komplexer Zahnradgetriebe.

Nutzen Sie unser Know-how für den wirtschaftlichen Betrieb Ihrer Anlagen. Ganz gleich, ob Sie ein klassisches Stirnrad, spezialisierte Kegelräder oder komplette Schneckenwellen benötigen: Wir realisieren Ihr Produkt mit höchster Genauigkeit. Kontaktieren Sie unsere Experten noch heute – jetzt individuelle Lösung anfragen oder erstklassige Zahnräder bei WIAG Antriebstechnik kaufen!

FAQ zu Zahnrädern

Das Härten ist immer dann erforderlich, wenn hohe Flächenpressungen an den Zahnflanken auftreten oder die Verzahnung starkem Verschleiß ausgesetzt ist. Gehärtete Flanken verhindern wirksam Pitting (Grübchenbildung) und Fressen, während der zähe Kern Schockbelastungen abfedert.

Ja, WIAG Antriebstechnik fertigt Komponenten aus rostfreien Edelstahllegierungen oder speziellen Hochleistungskunststoffen. Diese Werkstoffe sind beständig gegen Feuchtigkeit, Säure sowie Reinigungsmittel und erfüllen die strengen Vorgaben der Lebensmittelindustrie.

Absolut. Wir liefern vollständig einbaufertige Maschinenelemente. Wir herstellen zylindrische Bohrungen mit Passfedernutzen nach DIN 6885, Keilwellenprofile, Taper-Buchsen-Aufnahmen oder Polygonprofile genau nach Ihrer Zeichnung.

Das Flankenspiel verhindert ein Klemmen der Zahnräder bei Wärmedehnung und stellt die Schmierung sicher. Es wird primär über die Fertigungstoleranzen der Zahndicke sowie über die präzise Einstellung des Achsabstands im Gehäuse definiert. 

Ein Zahnrad definiert sich als ein Maschinenelement in Form eines Rads, das gleichmäßig verteilte Zähne hat. Die Kombination aus mehreren Zahnrädern wird als Zahnradgetriebe bezeichnet. Diese Zahnräder drehen sich mit Wellen, auf denen sie befestigt sind oder auf Achsen, auf denen sie gelagert sind. Die Drehrichtung ändert sich bei zwei außen verzahnten Rädern; mit einem dritten Zahnrad dazwischen bleibt sie erhalten. Durch die unterschiedliche Größe der Zahnräder kann die Drehzahl bzw. das Drehmoment vergrößert oder verkleinert werden.

Häufigen Einsatz finden Stirnräder. Eine Scheibe wird in Zylinderform in vollem Umfang verzahnt. Durch die parallelen Achsen eines Stirnrades und seines Gegenrades entsteht ein Stirnradgetriebe.
Stirnräder

  • sind meistens gerade oder schräg verzahnt
  • können doppelschräg-verzahnt sein
  • können mit Zahnstangen kombiniert werden.

Das Schneckenrad in Verbindung mit einer Schnecke stellt eine weitere Zahnradart dar. Beide zusammen bilden ein sogenanntes Schneckenradgetriebe. Ein Schneckenrad findet Anwendung, wenn sich die Wellen nicht schneiden, aber kreuzen sollen. Damit die Zahnflanken des Schneckenrades die Zähne des Getriebes nicht nur an einem Punkt, sondern linienartig berühren, sind sie hohl. Die Schnecke sieht durch ihre schräge Verzahnung einem Gewinde ähnlich. Eine Windung einem Zahn entspricht.

Bei den Kegelrädern schneiden sich die Achsen meistens mit einem Schrägungswinkel von 90°. Ein Kegelstumpf mit einer verzahnten Mantelfläche bildet die Grundform eines Kegelrades. Bei einem Kegelradgetriebe fallen die Spitzen von zwei gepaarten Kegelrädern zusammen, da deren Achsen über einen gemeinsamen Schnittpunkt verfügen.

Es gibt es noch weitere Arten von Zahnrädern, wie beispielsweise Kettenräder, Ellipsenräder und Kammräder.

Die Evolventenverzahnung wird u.a.in der Fahrzeugtechnik und im Maschinenbau eingesetzt und stellt nicht zuletzt aufgrund der einfachen wie auch kostengünstigen Herstellbarkeit die häufigste Verzahnungsart dar. Ändert sich der Abstand zweier Zahnräder mit Evolventenverzahnung geringfügig, ändern sich nur die Radien der Wälzkreise, ihr Verhältnis aber nicht. Dies ist ein Grund dafür, dass diese Verzahnungsart vielfach zum Einsatz kommt.

Bei der Zykloidenverzahnung entsteht, im Vergleich zur Evolventenverzahnung, eine geringere Reibung beim Antrieb vom Langsamen ins Schnelle. Die Zähne mit schmalerem Fuß ermöglichen größere Übersetzungsverhältnisse auf kleinem Raum. Der Herstellungsprozess ist mit deutlichem Mehraufwand verbunden, da eine spezielle Konstruktion für die Zähne des Räderpaares erforderlich ist. Desweiteren ist aufgrund der Eingriffstiefe eine empirische Anpassung der Abstände notwendig.

Bei Stirnverzahnungen, der sogenannten Wildhaber-Novikov-Verzahnung, handelt es sich um eine Kreisbogenverzahnung. Halbkreisförmige Zähne greifen dabei in die in nach innen gewölbten Lücken ein. Der Zahnlückenradius ist in der Praxis tatsächlich größer; lediglich in der Theorie sieht er identisch aus.

Die Wildhaber-Novikov-Verzahnungen zeichnet sich im Vergleich zur Evolventenverzahnung durch eine 1,5 - 3-fach höhere Zahnflankenträgheit aus. Nachteilig sind u.a. die geringere Zahnfußtragfähigkeit, höhere Herstellungskosten sowie Empfindlichkeit bei Änderung der Achsenabstände.