Zahnrad-Generator

Stirnräder mit Evolventenverzahnung nach DIN 867 berechnen, als STL oder DXF exportieren und direkt bei Swiss3D drucken lassen.

DIN 867 · ISO 53 · DIN 780 · DIN 6885-1

z 20 · m 2 · Ø 44 mm · b 10 mm
Im Konfigurator wählen Sie Verfahren und Material und sehen Preis und Lieferzeit sofort.

Kenngrössen

Alle Werte werden aus den Parametern berechnet und gelten für das exportierte Modell.

Teilkreis d
40 mm
Kopfkreis da
44 mm
Fusskreis df
35 mm
Grundkreis db
37.588 mm
Volumen
11.74 cm³
Abmessungen
Ø 44 × 10 mm
Teilung p
6.283 mm
Zahndicke s (Teilkreis)
3.067 mm
Zahnhöhe h
4.5 mm
Grenzzähnezahl (Unterschnitt)
17.1

Evolventenverzahnung nach DIN 867 – frei parametrierbar

Der 3D Zahnrad Generator erstellt parametrische Stirnräder mit Evolventenverzahnung nach DIN 867 direkt im Browser – kostenlos und ohne Installation. Modul, Zähnezahl, Eingriffswinkel, Profilverschiebung, Flankenspiel, Zahnbreite, Bohrung mit Passfedernut oder Abflachung sowie eine optionale Nabe sind frei einstellbar.

Das Ergebnis ist ein geschlossenes, druckfertiges STL-Modell. Für Laserschneiden, Wasserstrahl oder Fräsen steht das Profil als DXF bereit. Mit «Drucken lassen» geht das Zahnrad ohne Umweg in den Swiss3D Konfigurator, wo Sie Verfahren und Material wählen und sofort ein Angebot erhalten.

Berechnungsgrundlagen

Der Generator rechnet mit dem Bezugsprofil nach DIN 867: Kopfhöhe 1,0 · m, Fusshöhe 1,25 · m, Fussrundung 0,38 · m. Die Evolvente wird analytisch aus dem Grundkreis erzeugt.

Teilkreisdurchmesser
d = m · z
Kopfkreisdurchmesser
da = d + 2m (1 + x)
Fusskreisdurchmesser
df = d − 2m (1,25 − x)
Grundkreisdurchmesser
db = d · cos α
Teilung
p = π · m
Zahndicke am Teilkreis
s = m (π/2 + 2x · tan α)
Achsabstand (x₁ + x₂ = 0)
a = m (z₁ + z₂) / 2
Übersetzung
i = z₂ / z₁

Werkstoffe für gedruckte Zahnräder

Die Wahl hängt von Last, Drehzahl und Umgebung ab. Für die meisten Funktionsräder ist PA12 im SLS-Verfahren die erste Wahl.

PLA, PETG
FDM
Prototypen, Lehrmodelle, gering belastete Räder
PA12 (Nylon)
SLS
Funktionsräder: selbstschmierend, verschleissarm und massstabil
PEEK
FDM
Hohe Temperaturen und Dauerlast, chemisch beständig
Edelstahl, Titan
Metall-SLM
Hoch belastete Getriebe und kleine Bauräume

Konstruktionshinweise

Flankenspiel einplanen

Gedruckte Räder brauchen Spiel. 0,1–0,2 mm am Teilkreis gleichen Massabweichungen aus, ohne dass das Getriebe klappert.

Modul passend zum Verfahren

Für FDM sind Module ab 1 sinnvoll. Feinere Verzahnungen bis Modul 0,5 gelingen mit SLS oder SLA.

Unterschnitt vermeiden

Unter 17 Zähnen (α = 20°) wird der Zahnfuss unterschnitten und geschwächt. Eine positive Profilverschiebung behebt das.

Zahnbreite und Bohrung

Eine Zahnbreite von etwa 6 bis 10 · m ist ein guter Startwert. Zwischen Bohrung und Zahnfuss sollten mindestens 2,5 · m Material bleiben.

Häufige Fragen zum Zahnrad Generator

Welche Norm liegt dem Generator zugrunde?

Der Generator berechnet Evolventenverzahnungen nach DIN 867 (metrisch) mit dem Standard-Eingriffswinkel 20° gemäss ISO 53. Kopfhöhenfaktor und Fusshöhenfaktor entsprechen den Normwerten (ha* = 1,0 / hf* = 1,25), die Fussrundung beträgt 0,38 · m. Alternativ sind 14,5° und 25° wählbar.

Wie genau ist das generierte STL für den 3D-Druck?

Jede Flanke wird mit 18 Stützpunkten entlang der echten Evolvente beschrieben, dazu kommen Fussrundung und Kopfkreis. Das STL ist binär, geschlossen und ohne Überschneidungen, sodass es ohne Reparatur gedruckt werden kann. Die Abweichung zur idealen Kontur liegt deutlich unter der Genauigkeit von FDM und SLS.

Welches Material eignet sich für 3D-gedruckte Zahnräder?

Für leicht belastete Räder und Prototypen eignet sich PLA oder PETG (FDM). Für Funktionsteile unter Belastung ist Nylon PA12 via SLS die erste Wahl: selbstschmierend, verschleissarm und dimensionsstabil. Für Hochleistungs-Getriebe stehen PEEK und Metall-SLM (Edelstahl, Titan) zur Verfügung.

Kann ich das Zahnrad direkt bei Swiss3D drucken lassen?

Ja. «Drucken lassen» übergibt das Zahnrad direkt an den Swiss3D Konfigurator. Dort wählen Sie Verfahren, Material und Stückzahl und sehen Preis und Lieferzeit sofort. Mit «Zu Projekt hinzufügen» legen Sie das Rad in ein bestehendes Projekt, etwa zu den übrigen Teilen Ihrer Baugruppe.

Was bewirkt die Profilverschiebung?

Bei der Profilverschiebung wird das Bezugsprofil um x · m nach aussen (positiv) oder innen (negativ) verschoben. Positive Werte machen den Zahnfuss dicker und verhindern Unterschnitt bei kleinen Zähnezahlen. Gleichzeitig ändert sich der Achsabstand des Radpaars; der Generator berechnet ihn aus dem Betriebseingriffswinkel.

Wie berechne ich den Achsabstand eines Zahnradpaars?

Ohne Profilverschiebung gilt a = m · (z₁ + z₂) / 2. Mit Profilverschiebung ergibt sich der Betriebsachsabstand über den Betriebseingriffswinkel αw. Aktivieren Sie «Gegenrad berechnen»: Der Generator zeigt Achsabstand, Übersetzung und Profilüberdeckung und stellt beide Räder im Eingriff dar.

Welche Dateiformate kann ich exportieren?

STL für den 3D-Druck, DXF mit Aussenkontur, Bohrung und Nabe für Laserschneiden, Wasserstrahl oder CNC sowie eine SVG-Zeichnung im Massstab 1:1. Bei einem Radpaar werden beide STL-Dateien als ZIP geliefert.