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Zahnrad-Rechner und -Ersteller
Stirnrad · Geradverzahnung · DIN 780 / ISO 54
Zahnrad-Rechner und -Ersteller – Stirnräder nach DIN 867 online berechnen und als STEP exportieren
Unser kostenloser Zahnrad-Rechner ermöglicht die schnelle und präzise Berechnung von Stirnrädern mit Evolventenverzahnung nach DIN 867. Das Tool richtet sich an Konstrukteure, Maschinenbauer, CNC-Anwender und Hobby-Fräser, die Zahnräder individuell auslegen und direkt als fertige STEP-Datei für die Weiterverarbeitung in CAD- und CAM-Programmen exportieren möchten.
Funktionsumfang des Zahnrad-Rechners
Der Rechner berechnet auf Basis weniger Eingabeparameter – Modul, Zähnezahl und Eingriffswinkel – sämtliche relevanten Verzahnungsgrößen eines Stirnrads. Dazu gehören Teilkreisdurchmesser, Kopfkreis- und Fußkreisdurchmesser, Zahnhöhe sowie die vollständige Evolventenflankengeometrie. Die Ergebnisse werden sofort in einer technischen Vorschau dargestellt und können als STEP-Datei heruntergeladen werden.
Berechnungsgrundlagen
Die Berechnung basiert auf dem genormten Evolventenprofil nach DIN 867. Die Evolvente beschreibt die Kurve, die ein Punkt auf einem gespannten Faden erzeugt, wenn dieser von einem Grundkreis abgewickelt wird. Dieses Zahnprofil ist im Maschinenbau Standard, da es eine gleichmäßige Kraftübertragung bei konstantem Übersetzungsverhältnis gewährleistet. Der voreingestellte Eingriffswinkel von 20° entspricht der gängigen Normverzahnung und kann bei Bedarf angepasst werden.
Wichtige Zahnradparameter im Überblick
Das Modul ist die zentrale Kenngröße einer Verzahnung und definiert das Verhältnis von Teilkreisdurchmesser zu Zähnezahl. Zwei Zahnräder können nur dann korrekt miteinander kämmen, wenn sie dasselbe Modul besitzen. Der Teilkreisdurchmesser ergibt sich aus dem Produkt von Modul und Zähnezahl und beschreibt den theoretischen Wälzkreis, auf dem sich die Zahnflanken berühren. Der Kopfkreisdurchmesser begrenzt die Zahnspitzen nach außen, während der Fußkreisdurchmesser den tiefsten Punkt der Zahnlücke markiert. Der Eingriffswinkel bestimmt die Neigung der Zahnflanken und beeinflusst Tragfähigkeit, Laufruhe und Wirkungsgrad der Verzahnung.
STEP-Export für CNC-Fertigung
Ein wesentlicher Vorteil des Zahnrad-Erstellers ist die Möglichkeit, das berechnete Zahnprofil als STEP-Datei zu exportieren. Das STEP-Format (ISO 10303) ist ein herstellerunabhängiger Standard für den Austausch von 3D-CAD-Daten und wird von nahezu allen gängigen CAD- und CAM-Programmen unterstützt. Die exportierte Geometrie kann direkt in bestehende Konstruktionen importiert und für die CNC-Fräsbearbeitung, den 3D-Druck oder die Weiterverarbeitung in Baugruppen verwendet werden. Durch die dreidimensionale Darstellung im STEP-Format lassen sich auch Zahnbreite und Wellenbohrung unmittelbar in der Zielanwendung definieren.
Anwendungsbereiche
Der Zahnrad-Rechner eignet sich für eine Vielzahl von Einsatzgebieten. Im Maschinenbau und in der Antriebstechnik werden individuelle Zahnräder für Getriebe, Vorschubmechanismen und Übersetzungsstufen benötigt. Besitzer von CNC-Fräsen und Hobby-Maker nutzen das Tool, um Ersatzzahnräder zu fertigen oder eigene Getriebeentwürfe umzusetzen. Auch im Modellbau, in der Robotik und im Prototypenbau ist die schnelle Auslegung und Fertigung passgenauer Zahnräder ein häufiger Anwendungsfall. Darüber hinaus lässt sich das Tool für Lehrzwecke einsetzen, um die Grundlagen der Verzahnungstechnik anschaulich zu vermitteln.
Tipps zur Zahnradauslegung
Bei der Wahl des Moduls sollte die Größe des verfügbaren Bauraums ebenso berücksichtigt werden wie die zu übertragende Kraft. Kleinere Module erzeugen feinere Verzahnungen mit ruhigerem Lauf, während größere Module höhere Kräfte übertragen können. Die Mindestzähnezahl hängt vom gewählten Eingriffswinkel ab – bei einem Standardwinkel von 20° sollten mindestens 17 Zähne gewählt werden, um ein Unterschneiden der Zahnflanken zu vermeiden. Für die Paarung zweier Zahnräder ist neben dem identischen Modul auch der gleiche Eingriffswinkel zwingend erforderlich.