Holz-Eisenräder

[113] Holz-Eisenräder, Triebwerksräder, deren eines hölzerne Zähne enthält.

Sie laufen mit weniger Geräusch als zwei eiserne, erfordern aber Erneuerung der Holzzähne, nachdem diese im Laufe der Jahre sämtlich oder zum Teil stark abgenutzt sind. Man gibt die Holzzähne (s.d.) entweder dem größeren Rade, damit sie seltener zum Eingriff kommen, oder dem kleineren, weil dieses in kürzerer Zeit, z.B. über Sonntag, neu verkämmt werden kann, oder dem treibenden Rade, weil sie an diesem vom Teilkreise aus zum Kopfende hin gerieben werden, die Faserenden sich also nicht stauchen können; wenn die eine Welle immer in bestimmter Stellung größeren Zahndruck verursacht, so gibt man der andern Welle das Holzzahnrad, und zwar mit unganzem Uebersetzungsverhältnis, um die Abnutzung zu verteilen. Als Zahnkurven benutzt man Evolventen oder Cykloiden oder Geradflankenverzahnung. Für die Berechnung der Teilung t braucht man entweder den Zahndruck P kg oder das Moment M = P R cm kg = 71620 N/u der einen Welle und die Zähnezahl z des auf ihr sitzenden Rades. Die Zähnezahl soll ein Vielfaches der Armzahl sein, damit kein Zahn auf die Armrippe zu sitzen kommt. Das an einem Zahne von der Länge (Höhe) l wirkende Biegungsmoment P l beansprucht die Zahnwurzel von der Zahnstärke a und der Breite b auf s kg/qcm Biegungsspannung: P l = ¹/₆ b a²s. Setzt man hierin l = 0,7 t als Normalmaß, b = 2 t für die Festigkeitsrechnung, wenn auch der Zahn breiter wird, und a = 0,41 t für den Eisenzahn, so folgt t = √(1,25 P/s) oder die Stichzahl t/π = √(1,25 P/s). Setzt man ferner P = M/R und 2 π R = z t ein, so erhält man die Formel t = ∛(78 M/s z) oder t/π = ∛(2,5 M/s z). Für den Eisenzahn nehme man die Spannung s = 400–300 kg/qcm. Die Zahnbreite läßt man mit wachsender Geschwindigkeit der Zähne von 2,5 t auf 3,5 t steigen, um einer zu Harken Abnutzung vorzubeugen. Bei konischen Rädern gilt die berechnete Teilung für die Zahnmitte; die Teilung außen wird also entsprechend größer.

Die Zahnstärke, im Teilkreise gemessen, beträgt für den Eisenzahn, der gewöhnlich bearbeitet wird, 33/80t = 0,41 t oder 1,3 t/π und für den Holzzahn 45/80t = 0,56 t oder 1,8 t/n, beide Werte so abgerundet, daß ein Spielraum von etwa 0,02 t bis 0,03 t bleibt. Die Biegungsspannung im Holzzahn wird bei diesem Verhältnis etwa halb so groß als im Eisenzahn. Die Breite des Holzzahnes kann man einige Millimeter kleiner nehmen als am Eisenzahn, damit er nicht übersteht und absplittert.