Zahnfußfestigkeit
Die Zahnfußfestigkeit bezeichnet den Widerstand eines Zahnrads gegen Bruch durch Biegespannung am Zahnfuß. Sie wird nach DIN 3990 / ISO 6336 nachgewiesen und hängt von Werkstoff, Modul, Profilverschiebung und Oberflächengüte ab.
Grundlagen der Zahnfußbeanspruchung
Wenn zwei Zähne miteinander in Eingriff treten, wirkt die Eingriffskraft als Biegelast auf den Zahnfuß. Der kritischste Punkt liegt an der 30°-Tangente nach Lewis (Hohlkehle). Die maximale Biegespannung σ_F ergibt sich aus der Tangentialkraft, dem Modul, dem Formfaktor (Zahnform) und verschiedenen Korrekturfaktoren für Lastverteilung, Drehzahl und Anwendung. Die Zahnfußfestigkeit muss größer sein als die zulässige Biegespannung des Werkstoffs.
Einflussfaktoren und Gegenmaßnahmen
Die Zahnfußfestigkeit wird gesteigert durch: größeren Modul (dickerer Zahn), positive Profilverschiebung (mehr Fußmaterial), hochwertigeren Werkstoff (Einsatz-/Nitrierstahl statt Baustahl), Oberflächenhärtung (Einsatzhärten, Nitrieren, Induktionshärten) und Kugelstrahlen (Druckeigenspannungen im Fußbereich). Verringert wird sie durch Unterschnitt, zu kleine Hohlkehlenradien, fehlerhafte Wärmebehandlung oder Kerbwirkung durch Fertigungsriefen.
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