Getriebe auswählen
Vom Datenblatt zur Auswahlentscheidung: Übersetzung und Wirkungsgrad berechnen, Getriebearten unterscheiden und begründet auswählen.
5 Einheiten · ca. 35 Minuten gesamt · Schritt 1 von 8
Einstieg
In diesem Modul geht es um die Auswahl des passenden Getriebes für eine gegebene Anwendung – vom Datenblatt zur Auswahlentscheidung. Sie lernen, wie sich Übersetzung, Drehzahl, Drehmoment und Wirkungsgrad rechnerisch zusammenhängen, und worin sich Schnecken-, Planeten-, Kegelrad- und Stirnradgetriebe grundlegend unterscheiden.
Am Ende steht die Frage, wann Selbsthemmung sinnvoll ist – und wann sie ein Sicherheitsrisiko sein kann, wenn man sich allein auf sie verlässt. Rechenaufgaben, ein Entscheidungsbaum, Karteikarten und eine Fallstudie machen die Theorie konkret; ein Selbsttest am Ende zeigt, ob der Stoff sitzt.
Lernziele – nach diesem Modul können Sie:
- die Übersetzung sowie Abtriebsdrehzahl und -drehmoment eines Getriebes berechnen;
- den Gesamtwirkungsgrad einer mehrstufigen Getriebekette berechnen und die Verlustleistung abschätzen;
- Schnecken-, Planeten-, Kegelrad- und Stirnradgetriebe anhand von Wirkungsgrad, Selbsthemmung und Bauform unterscheiden;
- für ein gegebenes Anforderungsprofil ein passendes Getriebe begründet auswählen;
- die Aussage „Selbsthemmung ersetzt eine Bremse" fachlich bewerten und einordnen.
Lerneinheiten
Fünf kurze Lerneinheiten (5–10 Minuten) mit Lernzielen, Beispiel und Wissenscheck – eigenständige Lerninhalte dieses Moduls, unabhängig von den Ratgebern der Website gepflegt. Der Fortschritt bleibt lokal in diesem Browser gespeichert.
0 von 5 Einheiten
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- Einheit 1 von 5
Übersetzung, Drehzahl, Drehmoment
ca. 7 Minuten
Offen - Einheit 2 von 5
Wirkungsgrad und Verluste
ca. 8 Minuten
Offen - Einheit 3 von 5
Getriebearten im Vergleich
ca. 7 Minuten
Offen - Einheit 4 von 5
Selbsthemmung: Nutzen und Grenzen
ca. 7 Minuten
Offen - Einheit 5 von 5
Auswahl in der Praxis
ca. 6 Minuten
Offen
Rechner-Aufgabe 1: Übersetzung
Rechenaufgabe
Berechnen Sie die Abtriebsdrehzahl n₂ und das Abtriebsdrehmoment M₂ des folgenden Getriebes.
- n₁ = 1.450 min⁻¹ (Antriebsdrehzahl)
- M₁ = 12 Nm (Antriebsmoment)
- i = 20 (Übersetzung)
- η = 0,90 (Wirkungsgrad)
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Hinweise:
Nutzen Sie n₂ = n₁ / i für die Abtriebsdrehzahl.
Nutzen Sie M₂ = M₁ · i · η für das Abtriebsdrehmoment.
Nutzen Sie n₂ = n₁ / i für die Abtriebsdrehzahl.
Nutzen Sie M₂ = M₁ · i · η für das Abtriebsdrehmoment.
Lösung anzeigen
Die Lösung wird nach dem ersten Prüfen freigeschaltet.
Musterlösung – so kommen Sie auf das Ergebnis:
n₂ = n₁ / i = 1.450 / 20 = 72,5 min⁻¹
M₂ = M₁ · i · η = 12 · 20 · 0,90 = 216 Nm
Quelle: Getriebe-Übersetzungsrechner →Rechner-Aufgabe 2: Wirkungsgradkette
Rechenaufgabe
Berechnen Sie den Gesamtwirkungsgrad (in %) und die Verlustleistung (in kW) der folgenden dreistufigen Antriebskette.
- η₁ = 0,98 · η₂ = 0,97 · η₃ = 0,80 (Stufenwirkungsgrade)
- P_ein = 3 kW (Antriebsleistung)
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Hinweise:
Wirkungsgrade mehrstufiger Ketten werden multipliziert, nicht addiert: η_ges = η₁ · η₂ · η₃.
Die Verlustleistung ergibt sich aus P_V = P_ein · (1 − η_ges).
Wirkungsgrade mehrstufiger Ketten werden multipliziert, nicht addiert: η_ges = η₁ · η₂ · η₃.
Die Verlustleistung ergibt sich aus P_V = P_ein · (1 − η_ges).
Lösung anzeigen
Die Lösung wird nach dem ersten Prüfen freigeschaltet.
Musterlösung – so kommen Sie auf das Ergebnis:
η_ges = η₁ · η₂ · η₃ = 0,98 · 0,97 · 0,80 = 0,7605 ≈ 76,0 %
P_V = P_ein · (1 − η_ges) = 3 kW · (1 − 0,7605) ≈ 0,72 kW
Quelle: Wirkungsgrad-Rechner →Entscheidungsbaum: Schnecke oder Planet?
Vier kurze Fragen zu Achslage, Selbsthemmung, Wirkungsgrad und Spielarmut – Sie erhalten eine begründete Empfehlung mit Link zum passenden Ratgeber.
Diese Funktion braucht JavaScript. Sie erreichen dieselbe Empfehlung auch anhand dieser Übersicht.
Fragen und Antworten
- Wie stehen An- und Abtriebswelle zueinander? (Die Achsanordnung schließt eine der beiden Bauarten unter Umständen von vornherein aus.)
- Parallel / koaxial – Eine Achse für An- und Abtrieb, oder parallel versetzt
- Rechtwinklig (90°) – Die Wellen stehen im rechten Winkel zueinander
- Muss das Getriebe die Last ohne Bremse halten (Selbsthemmung)? (Wichtig z. B. bei Hubwerken, Klappen oder Stellantrieben, die ihre Position von selbst halten sollen.)
- Ja, Selbsthemmung ist gefordert – Die Achse soll ohne zusätzliche Bremse stehen bleiben
- Nein, nicht nötig – Eine Bremse ist vorhanden oder nicht erforderlich
- Wie wichtig ist ein hoher Wirkungsgrad? (Relevant bei Dauerbetrieb, hohen Laufzeiten oder wenn Energiekosten stark ins Gewicht fallen.)
- Wichtig – Dauerbetrieb, hohe Laufzeit, Energiekosten zählen
- Nachrangig – Gelegentlicher Betrieb, Wirkungsgrad ist kein Kernkriterium
- Wie wichtig sind Spielarmut und Positioniergenauigkeit? (Relevant bei Servo-Anwendungen und präzisen Positionieraufgaben.)
- Wichtig – Präzise Positionierung, Servo-Anwendung
- Nachrangig – Positioniergenauigkeit ist unkritisch
Empfehlungen
Die erste zutreffende Zeile gilt.
- Wenn Wie stehen An- und Abtriebswelle zueinander?: Rechtwinklig (90°) → Empfehlung: Empfehlung: Schneckengetriebe – Bei einer rechtwinkligen Achsanordnung scheidet das Planetengetriebe aus: Es ist koaxial gebaut, An- und Abtrieb liegen auf einer Achse. Das Schneckengetriebe verbindet die Wellen dagegen im rechten Winkel (90°) und ist damit hier die passende Bauart.
- Wenn Muss das Getriebe die Last ohne Bremse halten (Selbsthemmung)?: Ja, Selbsthemmung ist gefordert → Empfehlung: Empfehlung: Schneckengetriebe – Ist Selbsthemmung gefordert, liegt das Schneckengetriebe vorn: Bei eingängigen Schnecken ist statische Selbsthemmung etwa von i = 30 an üblich, ausgeprägt etwa von i = 60 an; verbindlich ist die Herstellerangabe, und wo eine absinkende Last Personen gefährden kann, gehört trotzdem eine Bremse dazu. Ein Planetengetriebe bietet keine Selbsthemmung und benötigt für dieselbe Aufgabe eine separate Haltebremse. (Mehr dazu: Selbsthemmung bei Getrieben)
- Wenn Wie wichtig ist ein hoher Wirkungsgrad?: Wichtig → Empfehlung: Empfehlung: Planetengetriebe – Bei hohem Wirkungsgrad oder geringer Spielbehaftung liegt das Planetengetriebe vorn: 90–98 % Wirkungsgrad pro Stufe (gegenüber 35–90 % beim Schneckengetriebe) und ein deutlich geringeres, spielreduziertes Verdrehspiel. Hinweis: Planetengetriebe führen wir bei TEA aktuell nicht im Sortiment – fachlich ist es hier trotzdem die passendere Bauart.
- Wenn Wie wichtig sind Spielarmut und Positioniergenauigkeit?: Wichtig → Empfehlung: Empfehlung: Planetengetriebe – Bei hohem Wirkungsgrad oder geringer Spielbehaftung liegt das Planetengetriebe vorn: 90–98 % Wirkungsgrad pro Stufe (gegenüber 35–90 % beim Schneckengetriebe) und ein deutlich geringeres, spielreduziertes Verdrehspiel. Hinweis: Planetengetriebe führen wir bei TEA aktuell nicht im Sortiment – fachlich ist es hier trotzdem die passendere Bauart.
- In allen anderen Fällen → Empfehlung: Empfehlung: Schneckengetriebe – Ohne besondere Anforderung an Achslage, Selbsthemmung, Wirkungsgrad oder Spielarmut ist das Schneckengetriebe die wirtschaftlichere Standardlösung – günstiger im Einkauf, auch wenn der Wirkungsgrad (35–90 %) niedriger liegt als beim Planetengetriebe (90–98 %).
Karteikarten: Getriebe-Begriffe
Karteikarten
Antippen, um die Definition zu sehen.
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- Übersetzungsverhältnis
- Verhältnis von Antriebsdrehzahl zu Abtriebsdrehzahl (i = n₁/n₂) – die zentrale Kenngröße eines Getriebes, die bestimmt, wie stark Drehzahl reduziert und Drehmoment verstärkt wird. Quelle: Glossar „Übersetzungsverhältnis"
- Wirkungsgrad Getriebe
- Verhältnis von abgegebener Nutzleistung zu aufgenommener Antriebsleistung (η = P_ab / P_an). Zentrales Maß für die mechanische Effizienz eines Getriebes. Quelle: Glossar „Wirkungsgrad Getriebe"
- Selbsthemmung
- Eigenschaft eines Getriebes, bei der eine auf die Abtriebsseite wirkende Last das Getriebe nicht rückwärts antreiben kann – bei Hebezeugen ersetzt sie aber keine normgerechte Bremse. Quelle: Glossar „Selbsthemmung"
- Hypoidgetriebe
- Ein Kegelradgetriebe, bei dem die Achsen der beiden Kegelräder nicht in einem Punkt schneiden, sondern axial versetzt sind. Höhere Übersetzung und Tragfähigkeit, aber mehr Gleitanteil (EP-Schmierung nötig). Quelle: Glossar „Hypoidgetriebe"
- Achsabstand (a)
- Abstand zwischen den Drehachsen zweier kämmender Zahnräder. Bei Standardverzahnung ohne Profilverschiebung gilt a = m·(z1+z2)/2 (vertieft in Modul 4). Quelle: Glossar „Achsabstand (a)"
- Abtriebsdrehmoment
- Das an der Abtriebsseite eines Getriebes abgegebene Drehmoment – die nutzbare Drehmomentkraft nach Übersetzung und Wirkungsgrad. Quelle: Glossar „Abtriebsdrehmoment"
- Schrägverzahnung
- Verzahnungsform mit schräggestellten Zähnen – ruhigerer, geräuschärmerer Lauf und höhere Tragfähigkeit als Geradverzahnung, dafür entstehen Axialkräfte. Quelle: Glossar „Schrägverzahnung"
Alle Karten dieser Einheit gezeigt. Die unbekannten liegen jetzt im Wiederholen-Stapel.
Fallstudie: Hubtisch ohne Bremse?
Ein Kunde aus der Fördertechnik plant einen Hubtisch, der Lasten bis 200 kg vertikal anhebt und in beliebiger Höhe halten soll – teils mit Personen im Arbeitsbereich. Sein Konstrukteur schlägt ein Schneckengetriebe mit einer Übersetzung von i = 40 vor und möchte auf eine zusätzliche Haltebremse verzichten: Die Selbsthemmung des Schneckengetriebes solle die Last sicher in Position halten, das spare Kosten und Bauraum. Der Hubtisch wird mehrfach pro Schicht verfahren und steht die meiste Zeit in einer gehaltenen Position. Der Kunde fragt bei TEA an, ob diese Auslegung so freigegeben werden kann.
Leitfragen
- Reicht die Selbsthemmung eines Schneckengetriebes bei i = 40 rechnerisch aus, um die Last im Stillstand zu halten?
- Darf sich die Auslegung eines kraftbetriebenen Hubwerks allein auf diese Selbsthemmung verlassen?
- Welche Betriebseinflüsse können die Selbsthemmung im Alltag schwächen oder aufheben?
Musterlösung anzeigen
1. In der Regel ja, sicher ist es nicht: Bei eingängigen Schneckengetrieben ist statische Selbsthemmung von etwa i = 30 an üblich, ausgeprägt erst von etwa i = 60 an (Steigungswinkel unter rund 5°). Bei i = 40 liegt der Steigungswinkel je nach Baugröße bei rund 5–7,5°: Im Stillstand hält das Getriebe die Last meist, bei Vibration kann sie sich lösen. Verbindlich ist die Herstellerangabe für Baugröße und Untersetzung.
2. Nein, nicht ohne Weiteres. Die DGUV Vorschrift 54 (Winden, Hub- und Zuggeräte, DA zu § 14 Abs. 2) nennt selbsthemmende Antriebe ausdrücklich als eine Möglichkeit, die Forderung nach einer selbsttätig wirkenden Bremseinrichtung zu erfüllen – sie verbietet Selbsthemmung nicht. Getriebehersteller weisen aber darauf hin, dass Selbsthemmung keine Bremse ersetzt: Ohne einen für den Einsatzfall belastbaren Nachweis benötigt der Hubtisch zusätzlich eine selbsttätig wirkende (z. B. federbetätigte) Haltebremse.
3. Verschleiß, Erwärmung (sinkende Ölviskosität, sinkender Reibungskoeffizient) und Vibration können den wirksamen Reibungswinkel senken und die Selbsthemmung schwächen oder aufheben. Selbsthemmung ist deshalb keine verlässliche Sicherheitsfunktion und ersetzt keine normgerechte Bremse.
Fachliche Grundlage ausschließlich: Selbsthemmung bei Getrieben: Wann ist sie erwünscht? (öffnet in neuem Tab)
Selbsttest
10 Fragen zu diesem Modul. Sie sehen nach jeder Antwort direkt, ob sie richtig war.
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Sie geben vor jeder Antwort an, wie sicher Sie sich fühlen. Das hilft, Wissenslücken von Unsicherheit zu unterscheiden. Ohne Einfluss auf die Punktzahl.
Frage 1 von 10
Vertiefung (optional)
Die sechs Getriebe-Ratgeber der Website, falls Sie tiefer einsteigen möchten. Für die Lerneinheiten und den Selbsttest dieses Moduls ist das Lesen nicht erforderlich.
6 Min. Lesezeit
Planetengetriebe: Aufbau und Auswahl (öffnet in neuem Tab)7 Min. Lesezeit
Kegelradgetriebe: Bauformen und Kriterien (öffnet in neuem Tab)6 Min. Lesezeit
Wirkungsgrad von Getrieben berechnen (öffnet in neuem Tab)7 Min. Lesezeit
Selbsthemmung: Wann ist sie erwünscht? (öffnet in neuem Tab)6 Min. Lesezeit
Stirnradgetriebe: Grundlagen und Auslegung (öffnet in neuem Tab)7 Min. Lesezeit