Wirkungsgrad
Verhältnis von abgegebener zu zugeführter Leistung (η = P_ab / P_zu) — das Maß für die Energieeffizienz eines Getriebes oder Antriebssystems, angegeben als dimensionsloser Wert zwischen 0 und 1 (bzw. 0–100 %).
Definition
Der Wirkungsgrad (η, eta) ist eine dimensionslose Kenngröße, die beschreibt, welcher Anteil der zugeführten Energie tatsächlich als nutzbare Leistung abgegeben wird. Die Differenz zur Eins entspricht den Verlustleistungen, die hauptsächlich als Wärme durch Reibung entstehen. Bei Getrieben fließen Zahnflankenverluste, Lagerverluste, Planschverluste und Dichtelementverluste in den Gesamtwirkungsgrad ein.
Typische Wirkungsgrade: Stirnradgetriebe 97–99 % pro Stufe, Kegelradgetriebe 95–98 %, Schneckengetriebe 40–95 % (abhängig von Steigungswinkel und Schmierung), Kugelgewindetrieb 90–98 %. Bei mehrstufigen Getrieben multiplizieren sich die Stufenwirkungsgrade: η_gesamt = η₁ × η₂ × η₃. Der Wirkungsgrad beeinflusst direkt die erforderliche Motorleistung und die Wärmeentwicklung.
Typische Wirkungsgrade nach Getriebetyp
| Getriebetyp | Wirkungsgrad η |
|---|---|
| Stirnradgetriebe (1 Stufe) | 97–99 % |
| Planetengetriebe | 95–98 % |
| Kegelradgetriebe | 95–98 % |
| Schneckengetriebe | 40–95 % (abhängig von i) |
Praxisrelevanz
Ein schlechter Wirkungsgrad bedeutet hohe Verlustleistung, erhöhte Betriebstemperatur und einen größer dimensionierten Motor. Bei einem Schneckengetriebe mit η = 0,6 und 10 kW Abtriebsleistung müssen 16,7 kW zugeführt werden — 6,7 kW heizen das Getriebe auf und erfordern Kühlung oder Ölwechselintervalle. Der TEA Rechner hilft, Motorleistung und Wirkungsgrad aufeinander abzustimmen.