Optimierung des Einsatzverhaltens von Stirnrädern durch maschinell gehämmerte Zahnoberflächen (OptiGear)

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.01.2018 bis 31.12.2019
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen, Getriebetechnik
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

Kontakt

Name

Dieter Mevissen

Gruppenleiter

Telephone

work Phone
+49 241 80 27560

E-Mail

 

Ausgangssituation

Das maschinelle Oberflächenhämmern (engl. Machine Hammer Peening) ist ein industriell eingesetztes Verfahren zur Oberflächenbehandlung von hochbelasteten Bauteilen. Mit Hilfe des maschinellen Oberflächenhämmerns wird eine Einglättung der Oberfläche, eine Indizierung von Druckeigenspannungen sowie eine Kaltverfestigung in der Randzone erreicht. Darüber hinaus werden durch MHP-Strukturen die tribologischen Eigenschaften der Oberflächen verbessert. Das maschinelle Oberflächenhämmern ist als Verfahren zur Optimierung von Reibung und Verschleiß des Wälzkontakts hochbelasteter Zahnräder unvollständig erforscht.

Forschungsziel

Ziel des Vorhabens ist die Optimierung des Einsatzverhaltens von Stirnrädern in Form von Oberflächenstrukturen durch maschinelles Hämmern. Die Ursache-Wirkung-Zusammenhänge zwischen der Prozesskinematik beim Hämmern und der resultierenden Oberflächenstrukturen sowie die Auswirkungen dieser Oberflächenstrukturen auf den elasto-hydrodynamischen Schmierungszustand und die Verschleißbeständigkeit von Wälzkontakten sind nicht bekannt. Es bedarf konkreter Grundlagenforschung auf diesem Gebiet, um die tribologischen Wirkmechanismen strukturierter Oberflächen im hochbelasteten Wälzkontakt zu identifizieren, zu quantifizieren und zu erklären. Darauf aufbauend müssen die Wechselwirkungen der gehämmerten Oberflächenstrukturen in Hinblick auf die Zahnflankentragfähigkeit, Reibung und Verschleiß experimentell und numerisch untersucht, verstanden und erklärt werden. Da das maschinelle Oberflächenhämmern ein elasto-plastischer Druckumformprozess ist, muss anschließend die Wechselwirkung zwischen der Kaltverfestigung des Werkstoffs und der Zahnfußbruchtragfähigkeit sowie das plastisch veränderte Zahnprofil untersucht werden.