Verlustleistung von Stirnradverzahnungen
FVA 686 I, IGF-Nr. 17151 N

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden experimentelle Untersuchungen zur Verlustleistung von Stirnradverzahnungen mit dem Fokus der lastabhängigen Verzahnungsverluste von Schrägverzahnungen mit Flankenmodifikationen durchgeführt. Bestehende Berechnungsansätze wurden auf Basis der Messdaten von praxisnahen Verzahnungen überprüft und weiterentwickelt.
Als zentrale Einflussgröße wurde die mittlere Verzahnungsreibungszahl am FZG-Wirkungsgradprüfstand für eine breite Auswahl an Prüfvarianten untersucht. Dabei wurden die geometrischen Parameter gezielt ausgelegt, um eine große Variation an Parametern als Grundlage für die Weiterentwicklung bestehender Berechnungsansätze zu haben. Haupt-Einflussparameter waren dabei der Schrägungswinkel, die Profilüberdeckung und die Profilverschiebung. Neben der Verzahnungshauptgeometrie wurden die Verzahnungsvarianten mit Flankenmodifikationen angepasst, um zusätzlich den Einfluss von Flankenkorrekturen zu untersuchen. Ergänzende Untersuchungen zum Einfluss der Treibrichtung komplettieren das Versuchsprogramm, das einen Großteil der in der Praxis vorkommenden Anwendungen umfasst.

Bei der Auswertung der experimentellen Untersuchungen haben die Lagerverluste deutlichen Einfluss, weshalb diese anhand separater Messungen am FZG-Lagerverlustleistungsprüfstand experimentell bestimmt und berücksichtigt werden. Die Überdeckungsänderung unter Last wird als ein zusätzlicher Einfluss auf das Reibungsverhalten untersucht und neben den Flankenkorrekturen als entscheidende Einflussgröße in einer theoretischen Berechnungsstudie zu den lastabhängigen Verzahnungsverlusten von Innenverzahnungen näher untersucht.

Auf Basis der Ergebnisse des Forschungsvorhabens konnte der Ansatz zur Berechnung der lastabhängigen Verzahnungsverluste verbessert und um weitere Einflüsse erweitert werden.

Das IGF-Vorhaben 17151 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.