Rechte of Spiraalvormige tandwielen?  

Tandwielen zijn het belangrijkste onderdeel in een tandwielkast. Ze zorgen voor de vereiste overbrenging. Tandwielkasten zijn te onderscheiden in haakse- en rechte uitvoeringen. Welk type past is afhankelijk van de toepassing en de keuze van de constructeur. De keuze voor het type tandwielen in de tandwielkast is aanvullend daarop ook relevant. Keuzecriteria zijn o.a. de materiaalsoort en het hardingsproces. Dit artikel gaat in op de keuze tussen rechte en spiraalvormige tandwielen.  

Rechte tandwielen 

Deze tandwielen grijpen recht in elkaar om de overbrenging tot stand te brengen. Dit type tandwiel komt veel voor en heeft als voordeel dat het een solide eenvoudige overbrenging is met weinig onderhoud. Het kan voordelig geproduceerd worden.  

Spiraalvormige tandwielen 

Kenmerk van dit type tandwiel is dat de tanden onder een hoek staan ten opzichte van de as waarop het tandwiel is gemonteerd. Doordat de tanden onder een hoek staan, bestaat de mogelijkheid om een smaller tandwiel te gebruiken om eenzelfde overbrenging tot stand te brengen. De tanden zijn namelijk langer omdat ze onder een hoek staan. Dit heeft voor de constructie, met name het inbouwen, grote voordelen. Door de schuine vertanding is het ingrijpen van de tandwielen geleidelijk, het begint als zijnde een puntcontact en groeit geleidelijk uit tot een lijncontact.  

Voor- en nadelen 

De langere tanden van de spiraalvormige tandwielen zorgen ervoor dat er ten opzichte van de rechte tandwielen substantieel minder geluid geproduceerd wordt. De spiraalvormige tandwielen grijpen geleidelijk in waardoor er een soepele overgang is van krachten. Het grote voordeel daarvan is dat trillingen, schokbelastingen en slijtage verminderen.  

Houd wel rekening met de schuine hoek van de tanden bij een spiraalvormige tandwiel. Er ontstaat glijdend contact tussen de tanden, het gevolg is axiale warmte waardoor de efficiëntie afneemt. De axiale krachten spelen een belangrijke rol bij de keuze van de lagering. Rechte tandwielen kunnen uit met eenvoudige lagers.

De spiraalvormige tandwielen vereisen vaak rollagers die duurder en groter zijn dan een standaard lager. Het verlies van efficiency kan je tegenaan door het gebruik van dubbele spiraalvormige of visgraatvormige tandwielen. Zowel op de dubbele spiraalvormige als de visgraatvormige tandwielen zijn de tanden in tegenovergestelde richting geproduceerd. Door deze uitvoering worden de axiale krachten voor een groot deel geëlimineerd zodat de krachten op de lagers afnemen en er veelal standaard lagering gebruikt kan worden.  
 
Naast de soepelere beweging, hogere snelheden en minder ruis is er nog een ander belangrijk voordeel aan de spiraalvormige tandwielen. De constructeur heeft meer vrijheid in de montage van de tandwielkast. De tandwielkast met rechte tanden vereisen parallel gemonteerde inkomende en uitgaande assen terwijl de schuine vertanding een gekruiste montage mogelijkheid biedt.   

Parallelle of tegengestelde tanden 

Op het moment dat de constructeur spiraalvormige tandwielen kiest, kunnen de stand van de tanden parallel aan elkaar lopen of juist tegengesteld lopen. Wanneer de tandwielen dezelfde stand van de tanden hebben, moet de som van de helixhoek (spiraalhoek) gelijk te zijn aan de hoek van de in en uitgaande assen.  Het meest voorkomende zijn de gekruiste spiraalvormige tandwielen met loodrechte (90 graden) in- en uitgaande assen. Wanneer de tanden tegenovergesteld zijn moet het verschil tussen de helixhoeken gelijk zijn aan de hoek tussen de in- en uitgaande assen. 

Meer weten? 

Neem contact op met Geoffrey Gokoelsing, hij is technisch- en productspecialist voor o.a. de producten van Graessner. Wij hebben de BevelGear van Graessner en die heeft spiraalvormige tandwielen. Bekijk hier de technische specificaties