Was ist ein Untersetzungsgetriebe?
Ein Untersetzungsgetriebe ist ein Mechanismus, durch den die Energieabgabe eines Motors oder einer Maschine mit hoher Drehzahl umgeleitet wird, um eine andere mechanische Komponente mit einer niedrigeren Drehzahl und einem höheren Drehmoment zu drehen. Untersetzungsgetriebe sind Vorrichtungen, die verschiedene Formen annehmen können. Sie werden auch als Getriebe oder Schalthebel bezeichnet und sind einfache Getriebe. Untersetzungsgetriebe bieten auch mechanische Sicherheit, indem sie die Drehzahl der rotierenden Ausrüstung verringern. In seiner einfachsten Form erfolgt die Untersetzung in festgelegten Verhältnissen, die sich auf einen charakteristischen Wert der Eingangs- und Ausgangsgetriebekomponenten beziehen.
Das Automobil ist ein bekanntes Beispiel für eine Untersetzung. Verbrennungsmotoren müssen mit hohen Drehzahlen arbeiten, um eine reibungslose Stromerzeugung zu gewährleisten. Wenn das Fahrzeug angehalten wird, langsamer wird oder langsam fährt, würde die Motordrehzahl, wenn sie direkt auf die Räder aufgebracht wird, ein Durchdrehen der Räder oder ein Beschleunigen des Fahrzeugs oder sogar einen Verlust der Lenkkontrolle verursachen. Durch die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes kann die Energie verwendet werden, um die Trägheit des angehaltenen Fahrzeugs zu überwinden, das Moment eines langsamen Fahrzeugs zu verringern oder das Abschleppen schwererer Lasten mit einer geringeren Geschwindigkeit zu ermöglichen.
Ein Untersetzungsgetriebe führt die Energieumwandlung durch, indem es das Verhältnis der Drehung zweier beweglicher Teile ändert. In einer Uhr berühren sich Zahnräder unterschiedlicher Größe direkt in festen Verhältnissen, um die Bewegungsgeschwindigkeit zwischen der zentralen Drehwelle und den verschiedenen Uhrzeigern zu ändern. Bei einem Fahrrad drückt ein Hebel eine Kette zwischen Kettenrädern unterschiedlicher Größe. Bei einer Ankerwinde oder einer Winde schaltet ein Riemen zwischen Riemenscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern um, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der eine Last angehoben wird, wenn sie an Schwung gewinnt. Übersetzungsverhältnisse werden aus den Übersetzungsverhältnissen entweder der Anzahl der Zähne in jedem Zahnrad, des Durchmessers der Kettenräder oder des Durchmessers der Riemenscheiben berechnet.
Ein weiterentwickeltes Untersetzungsgetriebe kann erhalten werden, indem eine oder beide der mechanischen Abmessungen variiert werden, ohne die Gänge tatsächlich zu wechseln. Anstelle eines Zylinders als Riemenscheibe, wenn eine konische Form verwendet wird, kann der Riemen den Kegel auf- oder abbewegen, wodurch sich der Durchmesser und damit das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich ändern, während er sich bewegt. Diese Art der Gangsteuerung wird als stufenloses Getriebe (CVT) bezeichnet. Kleinere, kostengünstigere Fahrzeuge wie Go-Karts oder Fahrzeuge, die nur einen geringen Geschwindigkeitsbereich erfordern, wie beispielsweise Ackerschlepper, können die Einfachheit eines CVT nutzen.
In einem stufenlosen Getriebe (IVT) ist ein CVT mit einem Umlaufgetriebe kombiniert. Dieses System, das auch als Planetengetriebe bezeichnet wird, umfasst ein Zentralrad, das als Sonne bezeichnet wird und mit zwei oder mehr um dieses Rad rotierenden Zahnrädern, den Planeten, kämmt. Die Planetenräder greifen wiederum in die nach innen weisenden Zähne eines großen Zahnkranzes ein, der als Ring bezeichnet wird.
Entweder die Sonne oder der Ring werden festgehalten. Die Eingangs- und Ausgangswelle können sich in einer der drei Positionen befinden. Ein Bleistiftspitzer ist ein abgeschrägtes Planetengetriebe. In schweren Baumaschinen werden Planetengetriebe verwendet, um das hohe Drehmoment bereitzustellen, das zum Bewegen dieser Maschinen erforderlich ist.