Allgemeines Forschungsberichte

Fertigungs- und Montageeinfluss Einsatzverhalten

FVA 127 XI | IGF-Nr. 19698 N

Quelle: WZL RWTH Aachen

Einfluss langwelliger Verzahnungsfehler durch Fertigung und Montage auf das Anregungsverhalten von Stirnrädern im Hochdrehzahlbereich

Der Fokus in der Auslegung des Anregungsverhaltens von Getrieben wird bislang auf die toleranzbehaftete Optimierung des einzelnen Zahns (kurzwelliger Anteil) gesetzt. Im Getriebebau treten jedoch hinsichtlich der Akustik auch über dem Umfang veränderliche Abweichungen (langwellige Anteile) in den Vordergrund, die im Bereich der Wellendrehfrequenz und deren Höherharmonischen liegen. Durch den zunehmenden Einsatz von schnelllaufenden Elektromotoren liegen diese langwelligen Anregungen im hörbaren und zum Teil im sensitiven Frequenzbereich des menschlichen Gehörs.

Das Ziel dieses Vorhabens war eine Methode zur Berücksichtigung der veränderlichen Kontaktbedingungen durch Fertigungs- und Montageabweichungen in der Zahnkontaktanalyse, die zu den kritischen Anregungen führen, sowie funktionale Toleranzen für diese langwelligen Abweichungen. Dazu war eine neuartige Vorgehensweise zur Ansteuerung und Auswertung einer Zahnkontaktanalyse erforderlich, die am Beispiel der „FE-STIRNRADKETTE“ durchgeführt wurde.

Mit der anhand von vielen experimentellen Versuchen validierten Methode ist nun die Analyse des Einflusses unterschiedlicher Fehlerarten (Taumel, Exzentrizität und Teilungsfehler) auf das resultierende Einsatzverhalten möglich. Dadurch können z.B. hinsichtlich der Getriebeakustik geräuschkritische Anregungsfälle identifiziert werden. Zusätzlich profitieren insbesondere KMU von den abgeleiteten Toleranzgrenzen, da sie auf diese Weise ein leistungsfähiges Auslegungstool besitzen, welches eine ressourceneffiziente und funktionale Auslegung von schnelllaufenden Getrieben in einem frühen Entwicklungsstadium erlaubt.

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 19698 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.

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