ZaKo3D und μOpt

 

Die dreidimensionale allgemeine FE-basiere Zahnkontaktanalyse ZaKo3D ermöglicht die Simulation und die Beurteilung des Einsatzverhaltens von unterschiedlichen Verzahnungstypen. Auf Basis einer dreidimensionalen Beschreibung der Zahn- bzw. Zahnlückengeometrie (z.B. aus Herstellsimulation oder Verzahnungsmessung) kann der Einfluss von mikrogeometrischen Verzahnungskorrekturen sowie von fertigungs-, montage- und lastbedingten Abweichungen auf das Einsatzverhalten der Verzahnungen untersucht werden. Zum Leistungsumfang der Software zählen zylindrische Stirnräder, Beveloidverzahnungen, Kegelräder, Kronenräder und Schneckengetriebe.
Auf Basis einer integrierten Sensitivitätsanalyse kann der Einfluss von geometrischen Parametern sowie von Achslageabweichungen auf das Einsatzverhalten untersucht werden. Dabei werden die Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse in Form einer Briefmarkendarstellung visuell zur Verfügung gestellt oder können dem Programm µOpt als Eingangsdaten übergeben werden. Das Programm µOpt ermöglicht eine statistische Auswertung der Sensitivitätsanalyse unter Vorgabe einer Zielfunktion. Die Auslegungsziele in der Getriebeauslegung stehen in der Regel in einem Zielkonflikt. Daher wird eine gewichtete Zielfunktion als Auslegungsziel verwendet, die eine bedarfsgerechte Gewichtung der Ziele (z.B. Tragfähigkeit, Herstellbarkeit, Geräusch und Effizienz) zulässt. Anschließend wird unter Betrachtung von Toleranzfeldern eine Bewertung der unterschiedlichen Verzahnungsvarianten aus der Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Auf Basis der Güte des Einsatzverhaltens und der auftretenden Schwankung innerhalb des Toleranzfeldes kann eine optimale Verzahnung ausgewählt werden, die eine funktionsorientierte und gegenüber Abweichungen tolerante Verzahnungsgeometrie darstellt.

Durch den Einsatz der Software in einer Vielzahl von öffentlichen Forschungsprojekten findet eine kontinuierliche Weiterentwicklung statt und neu erworbenes Wissen kann über die Software Mitgliedern des Getriebekreises zur Verfügung gestellt werden. Daneben bieten wir im Rahmen von bilateralen Projekten die Verzahnungsauslegung und –optimierung mithilfe von ZaKo3D und µOpt an. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung der modularen Programmstruktur sind wir intern in der Lage über den aktuellen Programmumfang hinausgehende Funktionalitäten in der Zahnkontaktanalyse abzubilden und so auf die Wünsche aus dem industriellen Umfeld einzugehen. Mithilfe dieser Simulationsmodelle können viele Fragestellungen, wie zum Beispiel einer funktionsorientierten Mikrogeometrieauslegung beantwortet werden.




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Jens Brimmers, M.Sc.
 
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