Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Methode zur Erkennung und Vermeidung von Eingriffsstörungen im hochelastischen Umfeld

Gewichtseinsparung, Kosten und Materialeffizienz sind Herausforderungen in der An-triebstechnik. Diesen kann durch den Einsatz innovativer Materialien und einem Leichtbau fokussierten Design der Struktur begegnet werden. Das weiche hochelastisches Umfeld wirkt sich dabei auf das Verlagerungs- und Verformungsverhalten der Zahnräder aus.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer Methode zur Berücksichtigung des hoch-elastischen Umfeldes auf die Lage und Ausprägung der Berührlinien von Stirnradverzahnungen. Die Methode wird ergänzt um ein Vorgehen zur Auslegung von Profilkorrekturen. Der Fokus liegt hierbei auf Verzahnungen mit geringen Steifigkeiten bedingt durch Radkörpergeometrie und/oder Material. Zusätzlich werden Achsverlagerungen berücksichtigt, die weitere Korrekturen bedingen können. Anschließend wird die Methode experimentell validiert. Mithilfe der Methode werden Auslegungs- und Toleranzempfehlungen für Profilkorrekturen in Abhängigkeit des Verlagerungs- und Steifigkeitsverhaltens entwickelt. Abschließend werden die Ergebnisse auf Planetengetriebe transferiert. Durch die häufig einstellbewegliche Anbindung des Sonnenrades und Torsion ist die Profilkorrekturauslegung dort besonders herausfordernd.

Nach Abschluss des Vorhabens werden Gestaltungs- und Toleranzempfehlungen für die Profilkorrekturauslegung von Verzahnungen im hochelastischen Umfeld abgeleitet, um das Einsatzverhalten zu optimieren. Insbesondere KMU profitieren von den Empfehlungen, da hochelastische Effekte derzeit nur in FE-Vollkontaktrechnungen abgebildet werden können, deren Lizenzen für KMU häufig zu kostspielig sind und Expertenwissen benötigen. Außerdem wird bewertbar, welche Fertigungstoleranzen gewählt werden müssen, um bei gegebenen Verlagerungen Eingriffsstörungen zu vermeiden. Hierdurch können Rücklaufer sowie zu kostenintensive Qualitätsklassen vermieden werden.