Zahnradberechnung online | Auslegung, Festigkeit und Systemverhalten
Moderne Berechnungsverfahren für Zahnräder berücksichtigen heute nicht nur Normen und Geometrien, sondern auch Werkstoffe, Lagerung, Wellenverformung, Fertigungseinflüsse und das Zusammenwirken im Gesamtsystem. Damit ist die Zahnradberechnung ein zentrales Werkzeug für Konstruktion, Optimierung und zuverlässigen Betrieb in der Antriebstechnik. Hier finden Sie Weiterentwicklungen der webbasierter Berechnungssoftware verschiedener Anbieter.
Zahnradberechnung 2026 – Das Wichtigste in Kürze
Über mehrere Anbieter hinweg zeigt sich 2026 ein klarer Trend: Zahnradberechnung wird stärker als durchgängige Systemauslegung verstanden und nicht mehr nur als isolierter Festigkeitsnachweis einzelner Verzahnungen.
Kisssoft baut dafür den modellbasierten Datenaustausch mit Rexs 1.7 aus, Mdesign setzt auf die gemeinsame Berechnung kompletter Getriebe aus Wellen, Lagern und Zahnrädern ohne separaten Datentransfer. GWJ positioniert Gear Engineer mit exakter 3D-Zahngeometrie sowie Tooth Contact Analysis deutlich näher an Fertigung und Kontaktbild-Bewertung. Damit rücken Systemverhalten, reale Zahnform, Kontaktverhältnisse und digitale Durchgängigkeit stärker zusammen.
Gleichzeitig wird die Zahnradberechnung breiter und praxisnäher. Webbasierte und klassische Tools decken heute parallel DIN-, ISO-, Agma– und Kunststoffzahnrad-Nachweise ab. Eassistant unterstützt z. B. DIN 3990, ISO 6336, Ansi/Agma 2101 und VDI 2736, während Kisssoft zusätzlich die Berechnung von Kunststoffzahnrädern nach GB/T 44846-2024 integriert. Auch bei polymeren Verzahnungen wird die Auslegung konkreter: Igus verbindet Kunststoffzahnräder mit Online-Konfiguratoren und einem Lebensdauerrechner, der auf Labordaten basiert.
Mit all dem entwickelt sich die Zahnradberechnung in Richtung normenbasierter, fertigungsgerechter und datengetriebener Auslegung – vom klassischen Stahlrad bis zum Kunststoffzahnrad, vom Einzelbauteil bis zum kompletten Getriebesystem.
Neuheiten und Innovationen
Nachfolgend stellen wir Ihnen Neuentwicklungen in einigen Zahnradberechnungs-Programmen vor:
Kisssoft 2026 erweitert Modellimport, Fertigungsbezug und Lagerberechnung
29.04.2026 | Mit dem Release 2026 hat Kisssoft seine Software für die Auslegung und Berechnung von Getrieben und Antriebssystemen in Richtung modellbasierter Durchgängigkeit und fertigungsgerechte, normbasierte und physikalisch detaillierte Auslegung weiterentwickelt.
Für Anwender in der Getriebe- und Antriebstechnik bedeutet das vor allem mehr Präzision bei der Konstruktion und eine engere Verzahnung von Berechnung, Fertigung und Systemverständnis. Entwicklungs- und Konstruktionsprozesse sollen präziser, konsistenter und näher an realen Betriebsbedingungen abgebildet werden.
Ein Schwerpunkt liegt auf der durchgängigen Nutzung von Modelldaten. Kisssoft unterstützt jetzt den Import von Systemmodellen nach der Rexs-Spezifikation bis Version 1.7. Der von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik entwickelte Standard dient dem programmunabhängigen Austausch von Getriebemodellen und soll die Zusammenarbeit unterschiedlicher Engineering-Werkzeuge vereinfachen.
Ergänzt wird dies durch eine strukturiertere Visualisierung des Systemverhaltens, mit der sich Zusammenhänge im Antriebsstrang klarer erfassen und Ergebnisse besser interpretieren lassen.
Abwälzfräser mit Wälzkreisverlagerung definieren
Auch in Richtung Fertigung wurde der Release erweitert. Neu lassen sich Abwälzfräser mit Wälzkreisverlagerung direkt im Reiter „Bezugsprofil“ definieren. Solche Werkzeuge werden eingesetzt, um die Ausformung des Zahnfußbereichs gezielt zu beeinflussen oder die Standzeit des Werkzeugs zu erhöhen. Da Profilwinkel und Normalmodul vom Bezugsprofil des Zahnrads abweichen können, berücksichtigt Kisssoft die geänderte Fußform nun direkt in der Geometrie- und Festigkeitsberechnung.
Tragfähigkeitsberechnung für Kunststoffzahnräder
Für Kunststoffzahnräder wurde zusätzlich die Tragfähigkeitsberechnung nach GB/T 44846-2024 implementiert. Die Methode bewertet Festigkeit und Haltbarkeit unter Berücksichtigung des werkstoffspezifischen Verhaltens von Kunststoffen, der Betriebsbedingungen und der auftretenden Lasten. Verfügbar ist die Berechnung für Stirnräder und Schraubräder. Sie greift auf vorhandene Kunststoffwerkstoffe aus der Kisssoft-Werkstoffdatenbank zu und erweitert die normbasierte Auslegung um eine zusätzliche internationale Berechnungsgrundlage.
Berechnung der Gleitlager Kennzahlen
Ebenfalls neu ist die analytische Berechnung zentraler Kennzahlen hydrodynamischer Gleitlager. Dazu zählen Steifigkeit, Dämpfung, Exzentrizitätsverhältnis und Verlagerungswinkel im Gleichgewicht. Die Funktion steht im Lagermodul zur Verfügung und ist zugleich in das Wellenmodul integriert. Damit lassen sich Wellen statisch realistischer berechnen, was sich auch auf die Bewertung ihres dynamischen Verhaltens auswirkt. Grundlage ist die Lösung der Reynolds-Gleichungen. Zusätzlich ermöglicht die Software eine 3D-Darstellung des Schmiermitteldrucks im hydrodynamischen Lager.
Optimierte Eingabemasken bei der Zahnradberechnung
08.04.2025 | GWJ Technology bietet Software für die Zahnradberechnung im Getriebe und Maschinenbau. Mit der technischen Berechnungssoftware TBK bietet GWJ eine CAE Lösung zur Auslegung, Nachrechnung und Optimierung von Maschinenelementen wie Zahnrädern, Wellen, Lagern, Schrauben sowie Welle-Nabe-Verbindungen. Die aktuelle Version 2025 wurde in mehreren Bereichen erweitert und überarbeitet.
Anpassungen in den Verzahnungsmodulen
In den Modulen Stirnradpaar, Planetenstufe, Zahnstange, Räderkette und Einzelrad wurden die Eingabemasken für Profil- und Breitenmodifikationen umfassend überarbeitet. Neu ist die automatische Berechnung ergänzender Parameter: Bei Definition einer linearen Kopfrücknahme mit Übergangsradius genügt beispielsweise die Eingabe eines Durchmessers; der zweite Wert wird zur Sicherstellung eines tangentialen Übergangs automatisch ergänzt. Beim Einzelradmodul für Innenverzahnungen kann nun ein virtuelles Gegenrad verwendet werden, um die Eingriffsstrecke zu bestimmen und Rücknahmelängen präziser zu ermitteln.
Erweiterte Funktionen für Zahnräder und Zahnwellen
Die Berechnung von Lastkollektiven wurde in den Modulen Stirnradpaar und Kegelrad ergänzt. Zudem ist die Iteration von Punktdaten zur Zahnformberechnung jetzt Bestandteil der Software. Für außenverzahnte Einzelstirnräder sowie Zahnwellenverbindungen kann der Eingriffswinkel nun in 1°-Schritten (statt bisher 5°) angegeben werden. Schrägungswinkel bei Zahnwellenverbindungen sind nun bis zu 89° berechenbar. Diese Erweiterung verbessert die Genauigkeit bei der Auslegung komplexer Verzahnungen.
Integration aktueller CAD-Systeme
Die 3D-CAD-Plug-ins der Software wurden an die aktuellen Versionen von Solidworks, Autodesk Inventor und Solid Edge angepasst. In Solidworks wurde die Funktion zur Erstellung von Herstelldatentabellen aus gewählten Zeichnungsansichten erweitert. Diese Möglichkeit steht nun auch in Autodesk Inventor zur Verfügung.
Hirth Verzahnung online berechnen
10.01.2022 | GWJ hat seine webbasierte Berechnungssoftware eAssistant für Konstruktion und Entwicklung um ein Modul zur Berechnung von Hirth Verzahnung erweitert. Die Hirth Verzahnung bzw. Stirnzahnverbindung gehört mit ihren geraden, dreieckförmigen Zähnen zu den Welle-Nabe-Verbindungen.
Die Verzahnungsart dieses formschlüssigen, selbstzentrierenden und leicht lösbaren Zahnrades kommt im Maschinenbau zum Einsatz. Die Technik verbindet Wellen, Scheiben, Rotoren, Räder und Kurbeln präzise miteinander, positioniert dabei exakt und überträgt so hohe Drehmomente.
Das neue eAssistant Modul berechnet automatisch die Geometrie der Hirth Verzahnung. Hierzu gibt der Anwender Werte wie Zähnezahl von den Zahnrädern, Außen- und Innendurchmesser, Flankenwinkel und Zahnfußradius ein. Verschiedene Sonderfälle der Hirth-Verzahnung unterstützt das Programm ebenfalls.
Zudem werden Axialkraft, Vorspannkraft, zulässige Flächenpressung und die entsprechenden Sicherheiten bei maximaler Belastung direkt im Berechnungsmodul in der Ergebnisübersicht angezeigt. Übliche Abmessungen in Durchmesser von 50 bis 900 mm lassen sich auf Knopfdruck aus einer integrierten Datenbank auswählen – jeweils mit passender Zähnezahl, Innendurchmesser und Zahnfußradius.
Die zulässigen Pressungen werden anhand der Werkstoffeigenschaften ermittelt. Vorhandene Werkstoffe stehen in der integrierten Werkstoffdatenbank zur Auswahl. Es lassen sich aber auch individuelle Werkstoffe für die Berechnung eingegeben.
Nach erfolgter Berechnung wird dem Anwender ein detailliertes Berechnungsprotokoll im HTML- und PDF-Format ausgegeben. Ein 3D-Modell der Hirth Verzahnung gibt es direkt in einem CAD System über die eAssistant 3D CAD Plugins.
Chronologie & Archiv
Die nachfolgenden Berichte dokumentieren die Entwicklungen der vergangenen Jahre (ab 2018).
15.04.2021 | Mit der neuen CAD Funktion für die Zahnradberechnung in der Berechnungssoftware eAssistant lässt sich die Geometrie verschiedener Verzahnungsarten als 3D CAD Modell im Step und Iges Format generieren. Damit erhält der Anwender eine Alternative zu den schon lang verfügbaren intelligenten 3D CAD Plugins für CAD Systeme wie Autodesk Inventor, Solidworks, Solid Edge oder Siemens NX.
Step und Iges Format sind standardisierte Austauschformate für 3D Modelle. Sie lassen sich in fast jedes CAD System importieren. Im Einstellungsmenü für die Ausgabe beider Formate kann der User aus verschiedenen Funktionalitäten wählen, mit denen er den Export individuell anpasst. Dabei lässt sich die Geometrie als Volumenmodell mit einem Zahn, für alle Zähne oder auch als Flächenmodell der Zahnlücken Geometrie erzeugen. Beim Export kann der Genauigkeitsgrad vom Zahnrad auf einen gewünschten Wert festgelegt werden.
Zurzeit beinhalten folgende Berechnungsmodule den neuen Step / Iges Export: Einzel Zahnrad außen und Einzel Zahnrad innen für die Geometrie Berechnung einzelner Zahnradtypen wie Gerad- und Schrägstirnräder, Stirnradpaar, Planetenstufen, 3er und 4er Räderkette, geradverzahnte und schrägverzahnte Kegelräder, spiralverzahnte Kegelräder sowie Zahnwellenverbindungen (DIN 5480 etc.). Alternativ können auch evolventische Zahnformen im 2D DXF mit verschiedenen Einstelloptionen ausgegeben werden. Hierbei wird sowohl die Zahnform Geometrie von Zahnrädern in Stirnschnitt und Normalschnitt unterstützt.
30.06.2020 | GWJ hat sein Berechnungsmodul für Stirnradpaare innerhalb der webbasierten Software eAssistant erweitert. Im Berechnungsmodul Stirnradpaar wurde auf der einen Seite eine Option zur Entkopplung der Profilverschiebungssumme und andererseits Achsabstand implementiert. Dies ergänzt die verschiedenen Auslegungsfunktionen für die Aufteilung der Profilverschiebungsfaktoren.
Mit der neuen Funktion Fester Betriebsachsabstand (Nachrechnung) lassen sich die Faktoren für die Profilverschiebung unabhängig zum Achsabstand vorgeben. Damit werden zum Beispiel vorhandene Stirnradpaare berechnet, die mit falschem Achsabstand im Gehäuse verbaut werden sollen. Flankenspiel, Profilüberdeckung und Tragfähigkeit werden dabei präzise mit berechnet. Die Funktion kann auch bei der Auslegung von kleinmoduligen Verzahnungen von Stirnrädern zum Einsatz kommen. Die Norm DIN 780 ist hierbei besonders relevant, da sie die Dimensionierung und Auswahl passender Zahnräder durch Vorgabe wichtiger Größen wie Modul und Zahnteilung erleichtert.
Für Werkzeuge mit verschobener Profilbezugslinie wird neben dem Kopfhöhenfaktor haMP0* des verschobenen Profils zusätzlich der Fußhöhenfaktor hfMP0* angezeigt und ausgegeben im Protokoll. Er kann über eine Schlossfunktion zusätzlich so vorgegeben werden, dass der Fußhöhenfaktor hfP0* des umgerechneten nicht verschobenen Bezugsprofils gemäß Definition DIN 867 immer 1,0 ist.
Weitere Neuheiten: Die Option Vollradius für die Schneidräder Kopfformen bei Wälzfräsern wurde ergänzt. Bei der Definition von Lastkollektiven können jetzt der Breitenfaktor KHbeta und die Temperatur pro Lastfall vorgegeben werden. Das gestattet die automatische Werteübergabe direkt aus der Systemerweiterung Systemmanager an das Modul Stirnradpaar im Hintergrund.
Auf der Systemebene ist nun sichtbar, wie sich auf Grund von Flankenmodifikationen die Zahnfußsicherheit und Flankensicherheit ändern. Zu den Berechnungsmethoden der Tragfähigkeit nach DIN 3990, ISO 6336 und Ansi / Agma 2101 wurde im neuen Release die Tragfähigkeit für Kunststoffzahnräder nach VDI 2736 implementiert.
18.05.2020 | GWJ Technology hat seine webbasierte Software eAssistant um die Möglichkeit der Berechnung von Kunststoffverzahnungen erweitert. Im Modul Stirnradpaar steht jetzt die Berechnungsmethode für Kunststoffzahnräder nach VDI 2736 zur Verfügung. Sie ergänzt die Berechnungsmethoden der Tragfähigkeit nach ISO 6336, DIN 3990 und Ansi / Agma 2101.
Kunststoffe in Werkstoffdatenbank aufgenommen
Gleichzeitig hat GWJ erste Kunststoffe in der allgemeinen Werkstoffdatenbank ergänzt. Für sie sind nun die temperaturabhängigen Kennwerte wie Zeitfestigkeiten und E-Modul aus den Diagrammen der VDI 2736 approximiert und hinterlegt.
Die Daten werden genutzt, um mit den nach der VDI 2736 automatisch berechneten Zahnfuß und Zahnflanken Temperaturen die zugehörigen Materialkennwerte für die Berechnung der Tragfähigkeit zu ermitteln. Überschreiten die ermittelten Temperaturen für Zahnflanken oder Zahnfuß die max. Gebrauchstemperaturen der entsprechenden Kunststoffe, erfolgt ein Warnhinweis.
Für die Berechnung der Zahnflanken und Zahnfußtemperaturen können alternativ zu einer automatischen Vorbelegung die Bauform des Gehäuses, wärmeabführende Oberfläche und Wärmeübergang sowie Wärmewiderstand vom Konstrukteur vorgegeben werden.
Als Materialpaarungen empfehlen sich Paarungen von Kunststoff | Kunststoff und Kunststoff | Metall. Auch Paarungen von Metall | Metall werden für eine Vergleichsmöglichkeit zu den Berechnungsmethoden für metallische Zahnräder unterstützt. Für die Tragfähigkeitsberechnung nach VDI 2736 gibt es eine Lastkollektivberechnung. Bei den Schmierungsarten für die VDI 2736 wurde die Funktion Trockenlauf ergänzt.
16.01.2018 | GWJ Technology stellt eine aktualisierte Version der webbasierten Software zur Getriebeberechnung Zahnradgetriebe „Eassistant“ bereit. Ein Klick auf „Neu“ schließt die aktuelle Berechnung und öffnet das Berechnungsmodul mit der internen Eassistant Standardvorlage oder mit der eigenen Standardvorlage des Anwenders.
Neben der DIN 3961 für Verzahnungstoleranzen / Verzahnungsqualitäten stehen jetzt auch die DIN 58405 für die Feinwerktechnik sowie die ISO 1328 und die Ansi/Agma 2015 in den Modulen „Einzelrad (Außen / Innenverzahnungen)“, „3er- und 4er Räderkette“ und Zahnstangen Ritzel zur Verfügung. Die DIN 780 definiert dabei die Vorzugsreihen für die Auswahl passender Zahnräder und gibt wichtige Größen wie den Modul und die Zahnteilung an, die für die korrekte Interaktion der Zahnräder erforderlich sind.
Die Definition der Werkzeug Bezugsprofile im Stirnradpaar und im Einzelrad (außen) wurde um die Kantenbruchflanke sowie um Kopfüberschneidung erweitert. Mit der Definition der Kantenbruchflanke können entsprechende Wälzfräser vorgegeben werden. Diese erzeugen beim Abwälzprozess einen Kopfkantenbruch. Mit der Option Kopfüberschneidung werden die Kopfkreisdurchmesser direkt mit dem Fußhöhenfaktor des Werkzeuges festgelegt. Ein nachträgliches Abdrehen vom Kopfkreisdurchmesser ist damit nicht möglich. Gleichzeitig ergeben sich dann die Kopfkreisabmaße analog zu den Fußkreisabmaßen direkt aus den Zahndickenabmaßen.
Anwendung der Zahnradberechnung in der Praxis
In der Praxis ist die Zahnradberechnung ein unverzichtbares Werkzeug für die Dimensionierung und Optimierung von Zahnrädern und Zahnstangen. Sie wird verwendet, um die Leistung und Funktion von Getrieben zu verbessern und sicherzustellen, dass die Zahnräder den spezifischen Anforderungen der Anwendung entsprechen.
Die Berechnung umfasst Größen wie Modul, Zähnezahl und Achsabstand, um optimale Abmessungen zu ermitteln. Ein präzise berechneter Achsabstand gewährleistet eine reibungslose Kraftübertragung und minimiert den Verschleiß.
Verschiedene Werkzeuge und Software erleichtern die Berechnung. Ein Modul Zahnrad Rechner oder spezialisierte Software wie der eAssistant von GWJ Technology bieten umfangreiche Funktionen zur Optimierung von Zahnrädern.
Online-Tools ermöglichen es Konstrukteuren, die optimalen Abmessungen schnell zu berechnen und die Leistung von Getrieben zu optimieren. So können Zeit und Ressourcen gespart und gleichzeitig die Genauigkeit der Berechnungen erhöht werden.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: GWJ, Kisssoft
