Methode zur Abbildung des interaktiven Steifigkeitsverhaltens gekoppelter Eingriffe und Doppelschrägverzahnungen

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.03.2019 bis 28.02.2021
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen, Getriebetechnik
Fördergeber:
Forschungsvereinigung Antriebstechnik FVA, Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen AiF
Status:
Laufend

Kontakt

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+49 241 80 27731

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Ausgangssituation

Stetig steigende Leistungsanforderungen sorgen für einen wachsenden Optimierungsbedarf in der Antriebstechnik. Dem Zahnrad als Leistung übertragendes Bauteil im Getriebe kommt eine hohe Bedeutung zu. Optimiert ausgelegte Verzahnungen können einen Beitrag dazu leisten, Gewicht, Bauraum und Kosten bei der Auslegung und Fertigung von mehrstufigen Getrieben und Turbogetrieben einzusparen. Gleichzeitig kann der Wirkungsgrad erhöht und ein geräuscharmer Betrieb gewährleistet werden. Bei mehrstufigen Getrieben treten parallele Zahneingriffe an einer Welle auf, die sich gegenseitig beeinflussen. Ähnliches gilt für die im Bereich der Turbogetriebe eingesetzten Doppelschrägverzahnungen. Die beiden Eingriffe der Doppelschrägverzahnung können ebenfalls als parallele Eingriffe interpretiert werden. Um das volle Potenzial der parallelen Eingriffe bei mehrstufigen Getrieben und Doppelschrägverzahnungen auszuschöpfen, werden Methoden benötigt, die eine steifigkeitsgetreue Abbildung der gesamten Räderkette in der FE-basierten Zahnkontaktanalyse und somit eine optimierte Gestaltung der Verzahnungsgeometrie im Hinblick auf das Einsatzverhalten unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen erlauben.

Forschungsziel

Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer Methode zur exakten Abbildung des Einsatzverhaltens von gekoppelten Eingriffen und Doppelschrägverzahnungen mit dem flexiblen FE-Ansatz und Ableitung von Gestaltungsrichtlinien für gekoppelte Eingriffe. Die Methode soll mit dem Programm STIRAK entwickelt werden. Die beteiligten Forschungsstellen sind das WZL und das CAD in Bayreuth. Durch die Erweiterung soll eine genaue Analyse des Einsatzverhaltens mehrerer Eingriffe unter Beachtung der gegenseitigen Beeinflussung im Auslegungsprozess verbessert werden.