Baugrößeneinfluss Schneckengetrieben
FVA 503 III | IGF-Nr. IGF-Nr. 19699-N
Tragfähigkeit von Schneckengetrieben mit kleinen Achsabständen
Schneckengetriebe haben eine Vielzahl an Anwendungsbereichen. Sie werden in Stellantrieben, in der Fördertechnik, in Aufzügen, in Lenkgetrieben für Fahrzeuge und weiteren Bereichen eingesetzt. Schneckengetriebe ermöglichen hierbei bei geringem Bauraum hohe Übersetzungen und sind im Betrieb geräusch- und schwingungsarm.
Der zwangsläufig bei Schneckengetrieben auftretende Verschleiß stellt mitunter das Hauptkriterium der Verzahnungsauslegung dar. Hinsichtlich einer hohen Ausfallsicherheit sowie eines ressourcenschonenden und kostengünstigen Betriebs, ist eine möglichst genaue und belastbare rechnerische Vorhersage des auftretenden Verschleißes in der Entwicklung notwendig. Im Bereich kleiner Baugrößen besteht hier jedoch eine Lücke in den verfügbaren Berechnungsmöglichkeiten. Die in der Regel genutzte Verschleißtragfähigkeitsberechnung nach DIN 3996 ist aktuell nur für Achsabstände größer a = 63 mm gültig.
Das Ziel des Forschungsvorhabens war, die Anwendbarkeit der verfügbaren Berechnungsmethoden für den Verschleiß von Schneckengetrieben auf Schneckengetriebe kleiner Achsabstände zu erweitern und somit Vorhersagen des auftretenden Verschleißes zu ermöglichen. Hierfür wurde zum einen das Verschleißmodell nach DIN 3996 hinsichtlich der tribologischen Eigenschaften kleiner Schneckengetriebe analysiert, zum anderen wurde der energetische Verschleißansatz nach Fleischer auf den Zahnkontakt von Schneckengetrieben adaptiert und so ein alternatives Verschleißmodell entwickelt. Hierfür wurden umfassende simulative Untersuchungen durchgeführt. Die Basis für die Normerweiterung sowie die Entwicklung des energetischen Verschleißansatzes bildeten experimentelle Untersuchungen zum Einlauf- und Dauerlaufverhalten sowie Laststufenversuche zum Verschleiß. Hierfür wurden Schneckengetriebe im Achsabstand a = 32 und 50 mm verwendet.
Mit Abschluss des Forschungsvorhabens steht nun ein Vorschlag zur Erweiterung der Verschleißberechnung nach DIN 3996 sowie ein alternatives Modell zur Verschleißberechnung von Schneckengetrieben kleiner Achsabstände zur Verfügung. Diese können für die Auslegung von kleinen Schneckenverzahnungen zukünftig herangezogen werden.
Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 19699-N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
