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Eine Passverzahnung ist eine hochpräzise, meist spielfreie Welle-Nabenverbindung, die durch die formschlüssige Verbindung von Zähnen eines Außenprofils in formgleiche Lücken eines Innenprofils entsteht.
Ihr größter Vorteil ist die Kombination aus hoher Kraftübertragung, maximaler Präzision und dennoch einfacher Montage. Sie ist eine Premium-Lösung für anspruchsvolle mechanische Anwendungen für die Übertragung eines Drehmomentes innerhalb einer Achse.
Eine Passverzahnung hat eine mit Maß zu prüfende Grenze und eine attributiv zu prüfende Grenze. Die maßliche Grenze wird als actual Grenze bezeichnet und die attributive Grenze wird als effective Grenze beschrieben. Effective bedeutet, größte bzw. kleinste zulässige Hüllverzahnung. Eine Nabe darf effective nicht zu klein sein und actual nicht zu groß. Eine Welle darf effective nicht zu groß sein und actual nicht zu klein.
Für die Grenze effective werden vollverzahnte Gutlehren verwendet, für die actual Grenze werden sektorverzahnte Ausschusslehren verwendet. Oder anstelle der Ausschusslehren kann auch ein Maß gemessen werden.
Die am Werkstück hergestellte Laufverzahnung wird mit einem Lehrzahnrad, Meisterrad in einer entsprechenden Prüfvorrichtung abgewälzt.
Das Meisterrad sollte bei einem Lehrenhersteller mit möglichst kleinen, am besten null Fehlern oder Abweichungen zur Idealform hergestellt sein. Wälzprüfungen werden in Einflanken- und Zweiflankenwälzprüfung unterschieden. Siehe dementsprechend die Antwort zur Beschreibung EWP und ZWP.
Der Begriff Evolvente ist lateinischen Ursprungs.
| Latein | Deutsch |
|---|---|
| Volvo | ich rolle |
| Volvere | rollen, wälzen |
| Evolvere | herausrollen, herauswälzen |
| Evolvente | mit dem herauswälzenden |
Nach Beschreibung in der Passverzahnungsnorm DIN 5480:
Im Gegensatz zur Prüfung mit anderen Lehren, ist bei Verzahnungslehren eine Prüfkraft zulässig und notwendig. Das Eigengewicht der Lehren allein ist oft nicht ausreichend. Diese Prüfkraft sollte aber 15 daN nicht überschreiten. (Text aus DIN 5480; daN entspricht im Zahlenwert der Masse kg)
Nach Beschreibung in der Passverzahnungsnorm DIN ISO 4156:
Composite spline gauges shall be used without excessive force to prevent damage or distortion to the component or gauge. (Text aus ISO 4156)
Laufverzahnung: Die Hauptaufgabe einer Laufverzahnung ist, eine passende Drehzahl oder (und) ein dazu passendes Drehmoment zu erreichen. Die Übertragung erfolgt dabei von einer auf eine zweite Achse.
Passverzahnung: Hier liegt die Hauptaufgabe in der Verbindung einer Welle mit einer Nabe und ein Drehmoment soll innerhalb derer gemeinsamen Achse übertragen werden.
Eine Verzahnung besteht aus gleichmäßig über einem Umfang verteilten Zähnen und dazwischenliegenden Lücken. Die Zähne haben dabei eine rechte und eine linke Flanke, über deren Zahnhöhe sich eine Evolvente als Form der Flanke erkennen lässt.
Eine Laufverzahnung überträgt ein Drehmoment von einer auf eine zweite Achse. Die Achsen können, wie in den häufigsten Fällen anzutreffen, parallel nebeneinander liegen, können aber auch in einem Winkel zueinander stehen wie zum Beispiel bei einem Differentialgetriebe. Oder auch Schneckengetriebe wo die zwei Achsen im Winkel zueinander und räumlich versetzt anzutreffen sind.
Eine Passverzahnung überträgt ein Drehmoment innerhalb einer Achse. Welle und Nabe werden ineinander montiert und das Drehmoment und die Drehzahl bleiben gleich.
Eine Passverzahnung ist eine formschlüssige Welle – Nabe Verbindung welche ein Drehmoment innerhalb einer gemeinsamen Achse überträgt.
Eine Kupplung ist ein Maschinenelement welches eine kurzfristige trennbare Verbindung zwischen zwei rotierenden Bauteilen ermöglicht. Typische Anwendung findet dies in der Verbindung zwischen Motor und Getriebe. Das Getriebe muss kurzfristig vom Drehmoment des Motors entkoppelt werden, um in eine andere Getriebestufe schalten zu können.
Hierfür muss der allgemeine Begriff Verzahnungen in die einzelnen Maschinenelemente Laufverzahnung und Passverzahnung unterteilt werden.
Laufverzahnung: Mit der Form der Evolvente können zwei Zahnrädersehr sehr gleichmäßig ineinander eingreifen. Das bedeutet, dass sie durch dieses mehr oder weniger sanfte ineinandergreifen, nur relativ wenig Geräusche erzeugen. Geräuschentwicklung ist ein für die Qualität von Zahnrädern sehr wichtiger Punkt. Deswegen gibt es auch für die Geräuschoptimierung noch über die Form der Evolvente hinaus einiges an Modifikationen. Hiermit kann die Geräuschentwicklung beim Abwälzen der Verzahnungen ineinander noch zusätzlich verbessert werden. Die Basis ist mit der Evolvente jedoch sehr gut gewählt.
Passverzahnung: Nur die Evolvente kann eine Flächenberührung beim Aufeinandertreffen der Flanken der Außenverzahnung mit den Flanken der Innenverzahnung erzielen. Nur sie ist Rundsymmetrisch.
Die Evolvente ist die einzige Form welche sich nicht verändert, wenn sie im Kreis gedreht wird. Dies resultiert daraus, dass der Mittelpunkt der Evolvente die Mitte des Grundkreisdurchmessers ist, aus welchem heraus die Evolvente entsteht.
Sofern sich alles um diesen Mittelpunkt dreht, verändert sich die Form der Evolvente nicht. Daraus ergibt sich die Möglichkeit einer Flächenberührung, wenn die Flanke einer Außenverzahnung auf die Flanke einer Innenverzahnung trifft. Es gibt keine wirkliche alternative Lösung hierzu.
Ein zylindrischer Grundkörper an dessen äußerem oder innerem Umfang sich Zähne mit Lücken zwischen den Zähnen, in gleichmäßiger Aufteilung befinden. Die Zähne haben eine linke und eine rechte Seite (Flanke) welche eine Krümmung über die Zahnhöhe in Form einer Evolvente haben. Damit können die Zähne von zwei Zahnrädern sehr einfach und mehr oder weniger leise ineinander ein- und auswälzen.
Übertragen eines Drehmomentes und erzielen eines optimalen Verhältnisses von Drehzahl zu Drehmoment.
Stirnräder übertragen ein Drehmoment von einer Achse auf eine zweite meist parallel danebenliegende Achse.
Kegelräder übertragen ein Drehmoment auf eine zweite Achse, welche in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sind. Meist sind dies 90°.
Im Prinzip können Verzahnungen in 4 Grundsätzliche Typen eingeteilt werden:
Ein Teilkreisdurchmesser ist ein nicht real vorhandener Durchmesser. Er ist ein reines Rechenergebnis aus der Formel Zähnezahl x Modul im Stirnschnitt. (daher bekommt er auch keine Toleranz)
Die Aufgabe des Teilkreisdurchmesser ist es, eine Ebene anzubieten an welcher weitere Verzahnungsgrößen definiert werden. So zum Beispiel:
Diese und evtl. noch weitere Größen sind nicht am Kopfkreis- oder Fußkreisdurchmesser angegeben, sondern am Teilkreisdurchmesser. Bei Verzahnungen ohne Profilverschiebung, liegt er etwa in der Mitte der Zahnhöhe. Je nachdem wie groß und in welche Richtung eine Profilverschiebung stattfindet, befindet er sich manchmal auch in der Nähe des größten bzw. des kleinsten Durchmessers der Verzahnung.
Hiermit kann umgangssprachlich die Evolvente an einer Flanke, entweder die rechte oder die linke Flanke, beschrieben werden. Hat die Flanke eine Abweichung oder einen Fehler zur ideal gewünschten Form, würde von einer Profilabweichung die Rede sein.
In der Verzahnungswelt heißt es tatsächlich „der Modul“ und die Betonung liegt auf dem 'o'
Spricht man von „das Modul“ und betont dabei das „u“, beschreibt man eine technische Baueinheit oder einfach den x-ten Teil eines Sprachkurses oder ähnliches.
Der Modul ist eine Verhältniszahl, eine Konstante. Er beschreibt das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers zur Zähnezahl. Damit ist die Einheit für Modul auch mm.
Mithilfe des Moduls können nun einfach weitere Verzahnungsgrößen bestimmt oder auch definiert werden. Beispiele:
Zwei Zahnräder welche zusammen ineinandergreifend arbeiten sollen, müssen denselben Modul haben. Und viele andere Größen können mit einem Vielfachen des Moduls als Größe angegeben werden.
Die Übersetzung ergibt sich aus dem Zusammentreffen von verschiedenen Zähnezahlen von zwei ineinandergreifenden Zahnrädern. Hat z. B. ein Zahnrad 60 Zähne und ein mit diesem in Eingriff laufenden Ritzel hat Zähnezahl 20, wird sich das Ritzel nach einer Umdrehung des Zahnrades, bereits 3-mal gedreht haben. Also in diesem Fall eine Übersetzung von 3:1.
Als Formel ausgedrückt: Übersetzungsverhältnis i = z1 / z2.
Riemenantriebe oder auch Kettenantriebe werden verwendet um größere Achsabstände überbrücken zu können. Sofern es der erforderliche Achsabstand noch zulässt, kann ein direkter Kontakt zwischen zwei Zahnräder hergestellt werden. Ein Zahnriemen oder auch eine Kette wäre ein drittes erforderliches Maschinenelement welches auch eine zusätzliche Schwachstelle in sich verbirgt.
Ein Schneckengetriebe ist z. B. selbsthemmend da es nicht möglich ist mit einem von der Abtriebsseite eingeleitetem Drehmoment die Antriebsseite zu bewegen.
Unter der Prozessfähigkeit versteht man, wie gut ein Prozess bzw. dessen Ergebnis mit der Anforderung zu einer bestimmten Toleranz übereinstimmt.
R&R steht für Repeatability and Reproduceability.
Es ist eine statistische Analyse zur Bewertung der Zuverlässigkeit eines Messsystems. Mit einem Gage R&R Test soll die Fähigkeit des Messmittels nachgewiesen werden.
Hierfür werden z. B. 10 Teile von drei verschiedenen Prüfern in drei Durchgängen geprüft und ausgewertet. Schwachpunkt dieser Prüfung ist ein schon auftretender Verschleiß während der Testprüfung an den zu prüfenden Werkstücken, durch entstehenden Verschleiß an den Antastpunkten, während einer taktilen Messung. Dies führt zu Maßänderungen, welche nichts mit der Messmittelfähigkeit des Messgerätes zu tun haben.
Rundheit ist eine Formabweichung.
Rundlauf ist eine Lageabweichung zu einem bestimmten Bezug welcher bekannt sein muss.
Einfach ausgedrückt beschreibt ein Eingriffswinkel wirklich den Winkel in welchem zwei Zahnräder ineinander eingreifen. Nur wenn zwei Zahnräder denselben Eingriffswinkel besitzen, sind sie in der Lage zusammen, ineinander abzuwälzen.
Der Winkel zwischen einer tangentialen Verbindungslinie der beiden Grundkreisdurchmessern (Zahnrad – Ritzel) und einer horizontalen Linie wobei der sich ergebende Öffnungswinkel nach links und rechts derselbe sein muss. Bei Laufverzahnungen ist dieser nach Bezugsprofil mit 20° genormt. Für Passverzahnungen werden je nach Anforderung 30°, 37,5° oder 45° in verschiedenen Normen verwendet.
Ein Gegenlehrdorn versucht eine Abnutzung in einem Gutlehrring festzustellen. Dies ist jedoch aufgrund einer nicht gleichmäßig auftretenden Abnutzung nicht wirklich möglich. Aus Beobachtungen und vielen Erfahrungsmessungen mit einer Verzahnungsmessmaschine ist es bekannt, dass ein Verschleiß nicht über die ganze Lückentiefe und nicht über die ganze Verzahnungsbreite auftritt. Da ein Gegenlehrdorn mit der vollen Zähnezahl über die gesamte Lehrenbreite und bis fast zum Formkreisdurchmesser des Gutlehrringes zur Anlage kommt, ist es ihm nicht möglich einen stellenweisen möglicherweise sogar sehr stark auftretenden Verschleiß zu erkennen. Der Gutlehrring würde immer noch an den engsten „Neuzustand“ Positionen auf dem Gegenlehrdorn zum Stehen kommen. Seiner Aufgabe einen Verschleiß zu erkennen kann er nicht nachkommen.
Empfehlenswert ist ein zweiter Gutlehrring welcher zum Einsatz gebracht werden kann während der erste Gutlehrring im Messraum mit einer Maßkontrolle und anschließend mit einer Messmaschine geprüft wird.
Hinweis: Ein Gegenlehrdorn verursacht selbst Neuanschaffungskosten und unterliegt auch zusätzlich einer Prüfmittelüberwachung. Der Gegenlehrdorn hat wiederum auch eine Verschleißtoleranz.
Nein. Gutlehrringe mit Gegenlehrdorn als Prüfmethode hergestellt, sind geschätzt um etwa 0,005 – 0,010 mm größer im Vergleich zu Gutlehrringen welche als Maßprüfung mit der Messmethode Maß zwischen Rollen gemessen hergestellt werden.
Gutlehrringe mit Gegenlehrdorn hergestellt, sind um die geometrischen Formabweichungen des Gegenlehrdornes und der Überlagerung zu den geometrischen Formabweichungen des Gutlehrringes selbst, größer.
Er beschreibt bis zu welchem Durchmesser eine Profilform, meist Evolventenform, als richtiges Profil nachweisbar vorhanden sein muss. Er kann mit Verzahnungsmessmaschinen geprüft werden und wird in einem Prüfprotokoll mit angegeben.
Bei Laufverzahnungen wird in einer Sammelfehlerprüfung wie zum Beispiel einer Zweiflankenwälzprüfung ein Meisterrad so konstruiert, dass es bis zum Formkreisdurchmesser abwälzt. Bei Passverzahnungen befindet sich der Kopfkreisdurchmesser des Gutlehrringes bzw. der Kopfkreisdurchmesser des Gutlehrdornes in Höhe des Formkreisdurchmessers.
Wie es der Name schon angibt, wird die Evolventenform von einem Gegenstück bis zu dem Fußnutzkreisdurchmesser benutzt. Bei einer Außenverzahnung liegt dieser etwas oberhalb des Formkreisdurchmessers.
So entsteht ein Stück Evolventenform zwischen dem Formkreis- und dem Fußnutzkreisdurchmesser als Reserve. Greift ein Gegenzahn aufgrund von zum Beispiel Rundheits- oder auch Rundlaufabweichungen etwas tiefer ein als theoretisch berechnet wurde, befindet es sich damit immer noch auf der Evolvente und greift nicht gleich deswegen schon in möglicherweise den Fußeckenradius ein.
Den Messergebnissen einer Verzahnungsmessmaschine wird großes Vertrauen entgegengebracht. Dies ist allerdings nur dann möglich, wenn die Messmaschine auch nachweisen kann, dass ihre Messergebnisse wirklich richtig sind.
Dafür muss ein Prüfnormal mit der Verzahnungsmessmaschine in bestimmten Merkmalen gemessen werden und die Ergebnisse müssen mit dem Prüfzertifikat des Prüfnormals übereinstimmen. Dieses Prüfzertifikat eines Prüfnormals ist ein von einem Prüflabor mit Zulassung solche Zertifikate erstellen zu dürfen erstelltes Protokoll.
Ein Prüflabor mit solch einer Zulassung ist ein von der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) nach der Norm DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiertes Labor.
Die Erstellung eines DAkkS-Prüfzertifikates für ein Prüfnormal erfordert einen sehr hohen technischen wie auch zeitlichen Aufwand und ist damit nicht mit einem Standard Prüfzertifikat vergleichbar.
Wälzen zwei Zahnräder ineinander ab, berühren sich ein antreibender Zahn und ein angetriebener Zahn über eine bestimmte Wälzlänge. Bekommen zeitgleich zu dem Zeitpunkt wo die beiden ihren Kontakt verlieren zwei neue Zähne ihren Kontakt, entspricht dieses einem Überdeckungsgrad von 1.
Bekommen zwei neue Zähne zueinander Kontakt während noch die zwei Vorgänger voll beschäftigt sind und sich damit zwei Zahnpaare gleichzeitig im Eingriff befinden, entspricht dies einem Überdeckungsgrad von größer als 1.
Anzustreben ist ein möglichst hoher Überdeckungsgrad, da sich dieser sehr positiv auf die Laufruhe auswirkt.
Technisch beschrieben gibt es einen bestimmten zur Verfügung stehenden Wälzweg, begrenzt durch die zwei jeweiligen Kopfformkreisdurchmesser, und eine bestimmte Eingriffsteilung. Der Überdeckungsgrad beschreibt das Verhältnis von Wälzweg zur Eingriffsteilung. Ist der zur Verfügung stehende Wälzweg größer als die Eingriffsteilung ist der Überdeckungsgrad größer als 1.
Interessant ist auch, was kann nicht wirklich gemessen werden. Z. B. die Grundangaben. Zähnezahl, Modul und Eingriffswinkel können nicht so gemessen werden, dass ein Istwert dafür genannt wird. Vielmehr stecken diese Informationen in der Berechnung der Evolventenform. Kann die Evolventenform an den Flanken als richtig bestätigt werden, bedeutet dies, dass auch die Zähnezahl, der Modul und der Eingriffswinkel richtig sind.
Aus dem Bereich Durchmesser können sicherlich der Kopf- und Fußkreisdurchmesser direkt gemessen werden. Der Formkreisdurchmesser wird entweder bei einer Abwälzprüfung mit einem Meisterrad geprüft. Dieses wird so konstruiert, dass es bis zum Formkreisdurchmesser abwälzt. Oder mit einer Verzahnungsmessmaschine, welche die korrekte Abwälzlänge der Evolvente auswertet.
Sehr wichtig ist natürlich die Größe der Verzahnung zu messen. Das bedeutet für ein Zahnrad, eine minimum bzw. eine maximum Zahndicke als Bogenlänge am Teilkreisdurchmesser einzuhalten. Diese Zahndicke wird in eine Messmethode umgerechnet, z. B. Messen als Zahnweite oder Maß über Kugeln, und so kann die Zahndickentoleranz eingehalten und bestätigt werden.
Als Summenfehlerprüfung kann eine Einflanken- oder Zweiflankenwälzprüfung sehr gut schon während der Fertigung im Fertigungsbereich mit beobachtet werden, da dies eine sehr schnelle Prüfmethode ist. Auffällige Teile können an dieser Stelle schon aussortiert werden.
Mit einer Verzahnungsmessmaschine können einzelne geometrische Formabweichungen beobachtet werden. Es gibt an dieser Stelle vier spezielle Abweichungen welche standardmäßig als Ergebnis auftreten.
Evolventenform-, Flankenlinien-, Teilungs- und Rundheitsabweichung.
Stimmt das Zahnrad maßlich betrachtet und hat es die gewünschte Form der Geometrie, geht man davon aus, dass es wie gewünscht auch gut und leise funktioniert.
Für eine detailliertere Messung mit einer sehr hohen Anzahl von Messpunkten über die gesamte Verzahnung verteilt, bietet sich das Messverfahren Wälzscannen an. Hierbei werden ähnlich einem Messaufbau einer Einflankenwälzprüfung, alle linken und rechten Flanken als einzelne Messpunkte aufgenommen. Somit können alle Flanken auch als reale Flächenmodelle mit allen einzelnen Abweichungen innerhalb von einigen Minuten ausgewertet werden. Dieses Messverfahren eignet sich sehr gut für hohe Stückzahlen.
Letztendlich kann noch die Lage der Verzahnung zu anderen Elementen beobachtet werden.
Eine NVH-Messung an einem Getriebe ist eine Analyse von Noise (Geräusch), Vibration (Vibration) und Harshness (Rauheit), um unerwünschte Geräusche und Schwingungen zu identifizieren, die durch das Getriebe und dessen Zahnräder verursacht werden. Mittels Sensoren werden entweder der Körperschall oder der Luftschall gemessen, um die Ursache von Problemen wie Heulen, Rattern oder Pfeifen zu finden und die Qualität sowie den Komfort des Fahrzeugs zu verbessern.
Üblich ist die Prüfung am montierten Getriebe in einem End-of-line Prüfstand. Hier können alle Teile im Zusammenwirken erfasst werden. Nachteilig ist, dass bei Abweichungen das Getriebe zerlegt werden muss um ein fehlerhaftes Einzelteil auszutauschen. Zusätzlich werden Abweichungen erst lange nach der Produktion des Einzelteiles bemerkt, sodass in der Zwischenzeit eine Vielzahl weiterer Bauteile mit der gleichen Abweichung produziert werden könnten. Besonders problematisch ist das, wenn Bauteile von verschiedenen und weit entfernten Zulieferern kommen.
Eine Lösung ist die NVH oder Geräuschprüfung an einzelnen Zahnrädern, unmittelbar in der Produktion. Abweichungen, wie z.B. Maschinenschwingungen oder Werkzeugfehler können sofort bemerkt werden. Besonders geeignet für Zahnräder ist die Messung mit einer Einflankenwälzprüfung und Lehrzahnrädern sowie eine zusätzliche Analyse der Drehschwingungen. Ein Luftschallmessung an einzelnen Zahnrädern ist unüblich. Die Einflankenwälzprüfung ist besonders schnell und eignet sich für die 100%-Messung. Mathematisch wird zur Auswertung bevorzugt eine FFT-Analyse berechnet.
Eine sehr gut funktionierende Flankenform an einem Zahnrad ist grundsätzlich erstmal die Form der Evolvente. Zwei Zahnräder wälzen damit prinzipiell schon ganz gut ineinander ab. Bewegt man zwei Räder von Hand in einer abwälzenden Bewegung, kann man spüren, dass bei jedem neuen Zahneingriff die Kopfkante vielleicht etwas hakt. Entfernt man etwas Material an den Kopfkanten, spricht man auch von Kopfrücknahme und das ineinander Abwälzen fühlt sich schon ruhiger an. Eine ganz ähnliche Situation, wenn der Zahn eines Rades aus der Lücke des Gegenrades wieder austritt. Dies läuft weicher, wenn im Fußbereich des Zahnes des Gegenrades etwas mehr Platz verschafft wird. Also eine Fußrücknahme. Eine Kopfrücknahme und eine Fußrücknahme oder insgesamt auch eine Höhenballigkeit.
Auch über die Zahnbreite muss bedacht werden, dass zu dem Zeitpunkt wo zwei Zahnräder letztendlich sich gegenüberstehen, aufgrund von vielen Toleranzen an verschiedenen Stellen, die Räder nicht hundertprozentig parallel zueinanderstehen. Es muss nun unbedingt ein Kontakt mit den Anfangs- oder auch Endkanten der Verzahnungen vermieden werden. Eine gute Hilfe bietet an dieser Stelle eine Längsballigkeit an.
Diese und noch weitere tiefgründigere aus viel Erfahrungs- und Beobachtungswerten eingebauten Änderungen nennen sich Modifikationen. Diese können nicht in Normen verfasst oder beschrieben werden, da sie zu individuell nach Einsatzgebiet und Einsatzort festgelegt werden.
Mit einer der hauptsächlichen Gründe ist die bessere Laufruhe aufgrund eines höheren Überdeckungsgrades. (siehe auch Erklärung Überdeckungsgrad). Es können auch höhere Kräfte übertragen werden wobei ganz wichtig zu beachten ist, dass bei Schrägverzahnungen ein Teil der Kraft in axiale Richtung umgelenkt wird. Dies erfordert dementsprechende Lagerungen, welche diese Kräfte aufnehmen können.
Betrachtet man eine sogenannte Pfeilverzahnung, sind dies zwei nebeneinander positionierte Schrägverzahnungen mit entgegengesetzten Schrägungswinkelrichtungen. Somit hebt sich jeweils die Axialkraft zueinander auf und es können z. B. normale Gleitlager verwendet werden. Gerade bei großen Maschinen mit möglicherweise noch stoßartig auftretenden Belastungen ist es an der Stelle ein sehr guter Vorteil.
Im Bereich der Passverzahnungen gibt es hauptsächlich drei verschiedene Zahnformen (Flankenformen), welche je nach Anforderung von Genauigkeit, Anwendungsbereich, Herstellbarkeit u. s. w. im Umlauf sind.
Eine mögliche Zahnform der Passverzahnung sind zwei parallel zueinanderstehende Zahnflanken. Diese Verzahnung hat meist nur eine geringe Zahnanzahl von 6, 8, 10 oder 12 Zähnen. Sehr gutes Beispiel für diese Passverzahnung mit Keilflanken ist im Antrieb an einem Traktor im Heckbereich des Traktors, wo verschiedene Agrargeräte angekoppelt und angetrieben werden können. Ein Fachbegriff welcher hier oft verwendet wird lautet auch Heckzapfwelle.
Auch mit geraden Flanken jedoch in einem Winkel zueinander angeordnet ist eine Passverzahnung mit Kerbflanken. Dies ergibt sehr kleine Zähne und sie wird auch nur für eher kleine Drehmomentübertragungen verwendet. Sehr häufig findet man diese Art von Passverzahnung im Installationsbereich.
Eine dritte Möglichkeit der Zahnform ist die Form der Evolvente. Dies ermöglicht eine Flächenberührung im Kontakt der Flanke der Welle zur Flanke der Nabe. Dies wirkt sich sehr gut auf das Verschleißverhalten aus und dieser Vorteil führt dazu, dass dies die am häufigsten verwendete Flankenform im KFZ- Bereich ist.
Eine Passverzahnung wird immer dann zum Einsatz kommen, wenn ein Drehmoment innerhalb einer Achse von einem Bauteil zu einem anderen weitertransportiert werden muss. Zum Beispiel in Antriebswellen, Kupplungsnaben oder auch Klappen- und Positionsverstellungen.
Passverzahnungen können sehr lange im Einsatz bleiben. Ein Ausfall aufgrund einer Verschleißerscheinung ist sehr selten der Fall.
Interessant als Beispiel die Heckzapfwelle eines Traktors. Selbst an Oldtimer von Traktoren wie etwa ein Traktor von Lanz, Fendt, Eicher oder Güldner funktionieren die Passverzahnungen immer noch.
Abhängig aus welchem Material, vom Einsatzort, der Belastung, Fest- oder Schiebesitz wird eine Passverzahnung mehr oder weniger lange verwendbar sein. Meist sind es aber diverse andere Maschinenelemente welche vorher eine Funktion eines Antriebs nicht mehr zulassen.
Eine Passverzahnung hat eine im Maß festgelegte Grenze und eine attributiv zu lehrende Grenze. Die maßliche Grenze wird als actual Grenze bezeichnet und die attributive Grenze wird als effective Grenze beschrieben. Effective bedeutet, größte bzw. kleinste zulässige Hüllverzahnung. Eine Nabe darf effective nicht zu klein sein und actual nicht zu groß. Eine Welle darf effective nicht zu groß sein und actual nicht zu klein.
Für die Grenze effective werden vollverzahnte Gutlehren verwendet, für die actual Grenze werden sektorverzahnte Ausschusslehren verwendet. Oder anstelle der Ausschusslehren kann auch ein Maß gemessen werden. Das Messen hat dabei eine höhere Priorität als die Ausschusslehre.
Prüfen beinhaltet Messen und Lehren und bedeutet nach DIN 1319 das Feststellen, inwieweit ein Prüfobjekt die Forderungen erfüllt.
Für das Messen einer Verzahnung, wird mit einem Messgerät ein Maß ermittelt und das Einhalten einer mindest (Welle) bzw. maximalen Grenze (Nabe) bestätigt.
Mit einer vollverzahnten Lehre wird das Einhalten einer Hüllverzahnung überwacht um zum Beispiel eine Verbaubarkeit der Passverzahnungen gewährleisten zu können.
Ein Bogenmaß ist eine Möglichkeit einen Winkel zu beschreiben. Ein Winkel kann als Winkel in Grad oder als Winkel im Bogenmaß angegeben werden.
Bogenmaß ist das Verhältnis einer Bogenlänge zum Radius und beschreibt damit einen Winkel.
Eine Bogenlänge ist ein kleiner Ausschnitt eines Kreisumfangs. Zum Beispiel wird die Zahndicke einer Verzahnung als Bogenlänge am Teilkreisdurchmesser angegeben. Die Zahndicke ist damit ein kurzer Ausschnitt des Umfangs des Teilkreisdurchmessers.