Allgemeines Forschungsberichte

Optimale Flankenkorrektur praxisnahe Verzahnung

FVA 338 VIII | IGF-Nr. 19869-N

Quelle: FZG TU München

Entwicklung von Auslegungsstrategien für anregungsoptimale Flankenkorrekturen bei praxisnahen Verzahnungshauptgeometrien und Tragfähigkeitsmodifikationen

Experimentelle Validierung von anregungsoptimalen periodischen Flankenkorrekturen bei praxisnahen Verzahnungshauptgeometrien untersucht. Auf Basis mehrerer im Forschungsantrag vereinbarter Verzahnungshauptgeometrien wurden Modifikationen zur Sicherstellung der Tragfähigkeit abgeleitet und mit an den Eingriffsverhältnissen angepassten teilungsperiodischen Korrekturen kombiniert. Die Auslegung der teilungsperiodischen Modifikationen erfolgte vor der Zielsetzung der optimalen Anregungsminimierung einer angestrebten Ziellast oder vor der Zielsetzung der Verbesserung des Anregungsverhaltens über einen möglichst breiten Lastbereich. Die untersuchten periodischen Modifikationen umfassen reine periodische Flankenwelligkeiten, bereichsweise aufgebrachte Welligkeiten zur Erhöhung der lokalen Modifikationsbeträge und komplexere modifizierte periodische Mikrogeometrien zur Anregungsoptimierung breiter Lastbereiche.

In Abstimmung mit dem projektbegleitenden Ausschuss wurden die theoretisch und fertigungstechnisch vielversprechendsten Flankenmodifikationen in das Versuchsprogramm aufgenommen. Die Detailauslegung wurde in enger Abstimmung mit den beiden Unternehmen Reishauer und Liebherr erarbeitet, die im Anschluss die Hartfeinbearbeitung der vorverzahnten und gehärteten Prüfräder mittels Wälzschleifen durchführten.

Die geschliffenen Räder wurden an der Forschungsstelle topografisch vermessen und das Anregungsverhalten unter Berücksichtigung der gemessenen Topografien nachgerechnet. Die Ergebnisse zeigen die derzeitigen Möglichkeiten, auch sehr komplexe Mikrogeometrievorgaben mit Wellenamplituden im Submikrometerbereich mit einer sehr hohen Genauigkeit zu fertigen. Auf Basis der experimentellen Untersuchungen an den Prüfständen der Forschungsstelle konnte die Effektivität der teilungsperiodischen Flankenkorrekturen zur Anregungsoptimierung bei praxisnahen Verzahnungshauptgeometrien nachgewiesen werden.

Das Potenzial bei der Verwendung von teilungsperiodischen Modifikationen bei praxisnahen Verzahnungshauptgeometrien liegt in der Trennung der beiden Auslegungsgrundsätze Tragfähigkeit und Optimierung des Anregungsverhaltens. Die Verwendung von periodischen Modifikationen erhöht den Freiheitsgrad in der Abstimmung zwischen dem Tragfähigkeits- und Anregungsmoment und ermöglicht eine flexible und zeitversetzte Anregungsminimierung bei gegebenen Tragfähigkeitsmodifikationen.

Das IGF-Vorhaben IGF-Nr. 19869-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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