Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Akustisch wirksame Anregungsreduktion im Zahnkontakt durch die Erschließung technologischer Potentiale beim Profilschleifen

Das diskontinuierliche Profilschleifen wird zur Hartfeinbearbeitung von Zahnrädern mittlerer und großer Modulbereiche angewandt und ist als letzter Schritt vor der Montage für das Anregungsverhalten der Verzahnung im Getriebe von ausschlaggebender Bedeutung. Durch gezielte Fertigungsstrategien beim Profilschleifen kann die Teilungsabweichung des Zahnrades und damit das Anregungsverhalten, vor allem im Frequenzbereich bis zur ersten Zahneingriffsordnung beeinflusst werden. Im Projektvorhaben wird ein Modell entwickelt, mit dem optimale Fertigungsstrategien unter Vorgabe eines gewünschten Anregungsverhaltens auf Grundlage von Zahnrad- und Technologieparameter, sowie dem makroskopischen Verschleiß der Schleifscheibe berechnet werden können. Ergebnis des Modells sind die auf den gewünschten Anwendungsfall optimierte Bearbeitungsreihenfolge der Zahnlücken, Anzahl und Anordnung der Abrichtzyklen und gezielte Modifikation der Relativposition von Werkstück und Werkzeug im Profilschleifprozess. Die Entwicklung des Modells erfolgt durch Grundlagenuntersuchungen zum Verschleißverhalten, sowie Charakterisierung der Einflussgrößen mittels Fertigungs- und Zahneingriffssimulationen. Das Modell wird durch Erproben der Fertigungsstrategien an unterschiedlich dimensionierten Zahnrädern in der Fertigung verifiziert und das resultierende Anregungsverhalten mittels Körperschallmessungen an Getriebestufen der End-of-Line Getriebeprüfstände validiert. Mithilfe des entwickelten Modells werden vor allem KMU in Maschinen- und Getriebeherstellung befähigt, die Potentiale des Profilschleifens zur Steigerung der Bauteilqualität durch Minderung des Anregungsverhaltens zu nutzen. Die Glättung des Anregungsspektrums und Minderung der Zahneingriffsordnung bis zur ersten Zahneingriffsordnung um 10% ist besonders für schnelllaufende Getriebe elektrifizierter Antriebsstränge von Bedeutung.