Innenverzahnung - Reibung und Wärme
FVA 584 II | IGF-Nr. 20828 N
Reibung von Innenverzahnungen und Wärmehaushalt von Planetengetrieben
Im Projekt wurden Innenverzahnungen hinsichtlich der Verzahnungsreibung und Planetengetriebe hinsichtlich des Wärmehaushalts untersucht. Aufbauend auf experimentellen und theoretischen Untersuchungen konnten folgende Ergebnisse erzielt werden.
Die Untersuchungen zum konformen Wälzkontakt, wie er in Innenverzahnungen vorliegt, und der Gegenüberstellung des Reibungsverhaltens von Innen- und Außenverzahnungen haben zu einem vertieften Mechanismen-Verständnis geführt. Für die Anwendung etablierter Berechnungsansätze für die mittlere Verzahnungsreibungszahl auf Innenverzahnungen wurde ein Faktor abgeleitet. Weiterhin wurden Regressionsparameter zur direkten Berechnung der mittleren Verzahnungsreibungszahl abgeleitet. Zur Berechnung der Temperaturverteilung im Planetengetriebe für stationäre und instationäre Betriebsbedingungen wurde ein thermisches Netzwerkmodell entwickelt. Als übergreifendes Forschungsergebnis kann damit der Wärmehaushalt und die Temperaturverteilung in Planetengetrieben bestimmt werden.
Die Ergebnisse tragen wesentlich zu einer verbesserten Auslegung von Planetengetrieben hinsichtlich des Wirkungsgrads und Wärmehaushalts, aber auch hinsichtlich der Tragfähigkeit in der Anwendung bei. Aufgrund der höheren Berechnungsgüte durch den Einsatz der entwickelten Modelle können Kühlsysteme besser dimensioniert und der Material- und Komponentenaufwand reduziert werden. Mit der Möglichkeit, die Temperaturverteilung in Planetengetrieben zu berechnen, können Hotspots und Temperaturspitzen im Betrieb bereits in der Auslegung identifiziert und darauf aufbauend die Auslegung der Ölversorgung optimiert werden. Die präzisere Bestimmung von Randbedingungen in der Berechnung erlaubt in der Anwendung zudem die genauere Berechnung der Tragfähigkeit bereits in frühen Phasen der Getriebeauslegung.
Die Modifizierung des verwendeten FZG-Innenverzahnungsprüfstands ermöglicht es, ab sofort eine gezielte Untersuchung des Reibungsverhaltens von Schmierölen in Innenverzahnungen vorzunehmen.
Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 20828 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages mit den Mitteln der IGF gefördert.
