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antriebstechnik 4/2015

antriebstechnik 4/2015

RUBRIZIERUNGSEBENE FVA

RUBRIZIERUNGSEBENE FVA AKTUELL I RUBRIZIERUNGSEBEBE 2 Lastverteilungseinfluss ANT_SO_FVA-Aktuell_01_2015_04 Schrägverzahnung FVA Aktuell Verifikation Innenverzahnung Planetengetriebe finden eine stetige Anwendung in der industriellen Praxis. Dies erfordert bereits in der frühen Entwicklungsphase Berechnungsmethoden die das spätere Einsatzver- Unzulässige Grübchenbildung stellt eine Grenze für die Tragfähigkeit IGF-Nr. von 17418 Zahnrädern N/1 dar, für deren Berechnung genormte halten abbilden und optimieren können. Eine dieser Methoden ist das am Werkzeugmaschinenlabor entwickelte Pro- Berechnungsverfahren FVA-Nr. 127 IX nach DIN/ISO und auch erweiterte Berechnungsverfahren vorliegen. Die genormten Verfahren grammsystem FE-Stirnradkette (STIRAK). Dieses ermöglicht nach DIN/ISO basieren auf einer Maximalwertbetrachtung Drehfehlermessungen der durchgeführt eine FE-basierte und Analyse des Zahneingriffs mit Hilfe einer Kontaktanalyse. innovativer Durch die Berücksichtigung fertigungsbedingter auftretenden Verifikation der Flankenpressung, Zahnkontaktanalyse erweiterte für Verfahren abgeglichen. berück-Eisichtigen neben dem unter Maximalwert Berücksichti- unter anderem Schritt die zur Vertei- Validierung der Abweichungen Berech-nungser- der Zahnflanken und der Radkörpergeometrie weiterer Innenverzahnungen gung lung der lastbedingten Pressung über realen der Zahnflanke Verlagerungewirksamen statistischen Einfluss der Zähnezahl. bedingten Verlagerungen. lungen Mit Hilfe sowie von der be-Anregungen im Zahneingriff gemacht wer- sowie gebnisse den schaden- ist die Berücksichtigung können Aussagen der last-über die Spannungs- und Pressungsvertei- Anhand Planetengetriebe von Laufversuchen finden eine sowie stetige theoretischen Anwendunde der Einfluss der der industriellen Lastverteilung Praxis. auf Dies die Grübchentragfähig- die räumliche Verlagerung betriebspunktabhängige der Zahnräder Modifikationen für die Verzahnungen rührungslosen Studien wur-Verlagerungssensoreden. Mit einer anschließenden ist Variationsrechnung lassen sich erfordert keit einsatzgehärteter bereits der Stirnräder frühen Entwicklungsphase werden, dass Berechnungsmethoden die Berechnungsverfahren die das zur Ermittlung bar. Durch der die Umrechnung ellen in die Programmversion Eingriffs- ist zudem die Forschungsvorhaben untersucht. Es unter konnte realen gezeigt Betriebsbedingungen in kürzester erfass- Zeit auslegen. In der aktu- spätere Grübchentragfähigkeit Einsatzverhal-ten nach abbilden DIN/ISO und optimiereenden Vorschläge können. Eine den dieser Einfluss Methoden der Lastverteilung ist rung bereits auf den sehr Zahnkontakt nungen berücksichtigen. implementiert worden. sowie die ebene darauf lässt aufbau- sich der Einfluss Zahnkontaktanalyse der Verlage- von Innenverzah- FVA 127 IX IGF-Nr. 17418 N/1 das gut am berücksichtigen. Werkzeugmaschinenla-bor Noch bessere Ergebnisse entwickelte jedoch Programm- bei zusätzlicher reitstellung Berücksichti- einer universell N/1 „Verifikation einsetzbaren Innenverzahnung“ war es, die um die Innen- ergeben Das Ergebnis sich des Vorhabens Zielsetzung ist die des Be- IGF Vorhabens 17418 Forschungsvorhaben system gung der FE-Stirnradkette (STI- von Innenverzahnungen bis hin zum Pla- Verteilung der Messzelle Pressung zur über Untersuchung verzahnung und Analyse erweiterte Zahnkontaktanalyse zu validieren und FVA 284/V der Zahnflanke sowie des schadenwirksamen statistischen Einflusses der Zähdierungen von STIRAK einfach und kostengünstig vorzuneh- eine Methode bereitzustellen, die es zukünftig ermöglicht Vali- RAK). Dieses ermöglichnezahl nach FZG/Stahl. eine rührungslosen Diese Erkennt- Verlagerungssensoren men. Elementarer ist Bestandteil dieser Methode ist eine im Vornetengetriebe. Durch den Einsatz be- IGF-Nr.17186 N/1 FE-basierte nis konnte Analyse durch die des Auswertung Zahneingriffs weiterer mit Versuche die räumliche aus bereits Lage der Verzahnungen haben entwickelte zu Planetengetriebemesszelle, die auf den am Hilfe abgeschlossenen einer Kontaktanalyse. Forschungsvorhaben Durch die Berücksichti-gung wurden Optimierungsansätze fertigungsbedingter zur weiteren Abwei- Verbesserung mit der FE-basierten des Zahnkontaktanalyse werden kann. Durch den modularen Aufbau dieser Messzelle bestätigt einander werden. erfassbar Es und in Institut der Simulation verfügbaren Universalgetriebeprüfständen eingesetzt chungen Berechnungsverfahrens der Zahnflanken nach und der FZG/Stahl Radkörpergeometrie Verwendung kön-nen dieses Berechnungsverfahrens Aussagen über die kann die Ergebnisse eine erhöhte der Messung Planetengetriebes und der Simu- losgelöst voneinander zu testen. Zur Validie- vorgestellt. abbild-bar. Durch Es die konnte gezeigt ist es werden, möglich dass die verschiedenen Eingriffsbedingungen eines Spannungs- Zuverlässigkeit und Pressungsverteilungen von Getrieben durch eine so-verbessertwigung der erreicht Anregungen werden. im Weiterhin Zahneingriff wurde ge- im Rahmen einer Befehlermessungen durchgeführt und abgeglichen. Ein weiterer lation eine Ausle- gute Korrelation rung aufweisen. der Berechnungsergebnisse werden Tragbilder und Drehmachrechnungsstudie werden. Mit der einer Breitenlastfaktor anschließenden K Hβ auf Basis Das von IGF-Vorhaben analytischen Methoden sowie lassen auf sich Basis be-triebs- von Finite Elemente schungsvereinigung Metho- Antriebstechnik ist die Berücksichtigung e.V. der lastbedingten Verlagerungen. Mit 17418 innovativer N/1 der Schritt For- zur Validierung der Berechnungsergebnisse Variationsrechnung punktabhängige den für Verzahnungen Modifikationen dokumentierter für die Versuche wurde zur über Zahnflankentragfähigkeit in ermittelt kürzester und Zeit anschließend auslegen. vergleichend gramms zur be- Förderung liche der Industriellen Verlagerung der Zahnräder unter realen Betriebsbedin- die AiF im Rahmen Hilfe von des berührungslosen Pro- Verlagerungssensoren ist die räum- Verzahnungen In wertet. der aktuellen Programmversion ist zudem Nach die Auswertung Zahnkontaktanalyse aller Ergebnisse von Innenver- dieses Forschungsvorhadesministerium für Wirtschaft lässt sich und der Techno- Einfluss der Verlagerung auf den Zahnkontakt Gemeinschaftsforschung gungen (IGF) vom erfassbar. Bun-Durch die Umrechnung in die Eingriffsebene zahnungen bens weist im-plementiert die bestehende worden. Norm ISO 6336 bei logie zusätzlicher aufgrund eines Beschlusses berücksichtigen. des Deutschen ermittelten Bundestages gefördert. Das Ergebnis des Vorhabens ist die Bereitstellung einer univer- Berücksichtigung Zielsetzung des von IGF Korrekturen Vorhabens und 17418 geeignet N/1 Breitenlastfaktoren „Verifikation Innenverzahnung“ eine hohe Berechnungsgüte war es, auf und sollte sell einsetzbaren Messzelle zur Untersuchung und Analyse von die daher um mit die entsprechenden Innenverzahnung Erweiterungen erweiterte als Methode Kontakt: B Norbert nach Haefke, Innenverzahnungen Tel 069-6603- bis hin zum Planetengetriebe. Durch den Zahnkontaktanalyse ISO 6336 bestehen bleiben. zu validieren Lokale und Verfahren, eine 16 die 07neben dem Einsatz von berührungslosen Verlagerungssensoren ist die Methode Maximalwert bereitzu-stellen, der auftretenden die es Flankenpressung zukünftig auch deren räumliche Lage der Verzahnungen zu einander erfassbar und ermöglicht Verteilung Validierungen auf der Zahnflanke von STIRAK sowie ein-schadenwirksamefach statistischen und kostengünstig Einfluss der vorzunehmen. Zähnezahl berücksichtigen, Ele- erfordern abbildbar. Es konnte gezeigt werden, dass die Ergebnisse der in der Simulation mit der FE-basierten Zahnkontaktanalyse mentarer einen höheren Bestandteil Rechenaufwand, dieser Methode lassen ist eine höhere im Vorhaben Berechnungsgüte entwickelte erwarten Pla-netenge- und sollten daher als hö- aber eine nochmals Messung und der Simulation eine gute Korrelation aufweisen. triebemesszelle, herwertige FVA-Methode die auf den bzw. am Institut Methode verfügbaren Anwendung Universalgetriebeprüfständen kommen. triebstechnik e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Pro- A nach ISO 6336 zur Das IGF-Vorhaben 17418 N/1 der Forschungsvereinigung An- eingesetzt Zur Untersuchung werden kann. möglicher Durch Einflüsse den modularen die Tragfähigkeit Aufbau dieser infolge Messzelle von ist Lastüberhöhungen es möglich erfolgte erschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Tech- von Grenzeffekten auf gramms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsfor- die gänzend verschiedenen die Durchführung Eingriffsbedingungen entsprechender eines Bereich Planetengetriebes der Zeitfestigkeit. losgelöst Die durchgeführten voneinan- Untersuchungen gefördert. Laufversuche im nologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages der zu zu Grenzeffekten testen. Zur Validierung zeigen auf, dass der Berechnungsergebnisse Maßnahmen vorzeitigen werden Grübchenschäden Tragbilder und infolge von durch geeignete konstruktive Grenzeffekten entgegengewirkt werden kann, was ebenfalls in einer erhöhten Zuverlässigkeit von Getrieben durch eine verbesserte Auslegung resultieren kann. Das IGF-Vorhaben 17186 N/1 der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. 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. Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt Tel.: 069 / 6603-1515 E-Mail: info@fva-net.de Internet: www.fva-net.de 6 antriebstechnik 4/2015

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