In:
Forschung im Ingenieurwesen, Springer Science and Business Media LLC, Vol. 86, No. 2 ( 2022-06), p. 241-248
Abstract:
Eines der zentralen Ziele bei der Auslegung von Stirnradgetrieben ist die Erzielung einer gleichmäßigen Lastverteilung im Zahneingriff. Eine gleichmäßige Lastverteilung ist ein Schlüsselfaktor für eine hohe Tragfähigkeit, den wirtschaftlichen Einsatz von Materialien und eine lange Lebensdauer. Abweichungen im Zahneingriff können durch Zahnverformung, Fertigungsabweichungen oder elastische Verformungen des Wellenlagersystems und des Getriebegehäuses verursacht werden. Diese Verformungen müssen bei der Auslegung einer geeigneten Zahnflankengeometrie berücksichtigt werden. Elastische Verformungen von Getriebegehäusen können erheblich sein, insbesondere bei Automobilanwendungen mit Aluminiumgehäusen. In diesem Beitrag wird eine fortschrittliche Methode zur Einbeziehung der Gehäusesteifigkeit in die Berechnung von Getriebesystemen vorgestellt. Eine Validierung des Ansatzes erfolgt durch den Vergleich der berechneten Verformungen mit Messungen an einem statischen Prüfstand eines Hypoidgetriebes. Viele Getriebeberechnungsprogramme bieten die Möglichkeit, das Verformungsverhalten des Systems Welle-Lager-Gehäuse zu analysieren. Die meisten Komponenten in diesen Programmen werden durch analytische Ansätze beschrieben. Geometrisch komplexere Bauteile wie das Gehäuse oder die Planetenträger können jedoch nicht so einfach durch analytische Ausdrücke dargestellt werden. Es gibt mehrere Alternativen, um die Elastizität dieser Objekte zu berücksichtigen. Eine Möglichkeit besteht darin, die Steifigkeit der Bohrungen durch reduzierte Steifigkeitsmatrizen zu modellieren. Diese Matrizen enthalten sowohl die Elastizität der Bohrungen selbst als auch Quereinflüsse zwischen den Lagern. Die reduzierten Steifigkeitsmatrizen können das Ergebnis einer statischen Reduktion der Geometrie mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) sein. Als Stand der Technik wird die Reduktion meist an den Mittelpunkten der Lagerbohrungen durchgeführt. Die vorgeschlagene fortschrittliche Methode nutzt die statische Reduktion von Geometrien an mehreren Punkten der Bohrungen, die über den Umfang verteilt sind. Dieser Ansatz bietet eine detailliertere Modellierung des elastischen Verhaltens komplexer Geometrien im Rahmen der analytischen Verformungsberechnung von Zahnradsystemen. Zur Validierung des fortschrittlichen Ansatzes werden die Berechnungsergebnisse der elastischen Verformungen des Welle-Lager-Gehäuse-Systems mit Messungen eines statischen Prüfstandes verglichen. Im Zuge dieser Vergleiche wird auch der Einfluss unterschiedlicher Modellierungsmethoden von Getriebegehäusen auf die Genauigkeit der Berechnungsergebnisse diskutiert.
Type of Medium:
Online Resource
ISSN:
0015-7899
,
1434-0860
DOI:
10.1007/s10010-022-00585-z
Language:
English
Publisher:
Springer Science and Business Media LLC
Publication Date:
2022
detail.hit.zdb_id:
1481282-4
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