Geschäftsbericht 2010 - FVA

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Das laufende Forschungsprogramm
Hypoidgraufleckigkeit
FVA-Nr. 516
Kegel- und Hypoidräder werden in
den verschiedensten Baugrößen eingesetzt.
Sie finden Anwendung z.B. in
Personenkraftwagen, Nutzfahrzeugen,
Schienenfahrzeugen, Schiffen und anderen
Anwendungen. Durch eine sichere
Auslegung von Zahnradpaarungen
und durch Wahl geeigneter Schmierstoffe
können auftretende Frühschäden
in Form von Grauflecken, die maßgebliche
Auswirkungen auf Folgeschäden
wie Grübchen und Zahnbruch
haben können, vermieden werden.
Das spart Kosten sowie Folgekosten
und hilft Ausfallzeiten zu reduzieren.
Bislang existiert kein experimentell
abgesichertes Verfahren zur Berechnung
der Graufleckentragfähigkeit von
Kegel- und Hypoidverzahnungen.
Im Rahmen des Vorhabens wird
auf Basis der Erkenntnisse aus den
experimentellen Untersuchungen ein
lokales Kriterium zur Graufleckentragfähigkeitsberechnung
mittels des
FVA- Programms BECAL entwickelt.
Das Pogrammsystem BECAL ermöglicht
die Bestimmung der örtlichen
Flanken- und Zahnfußbeanspruchungen
unter Berücksichtigung der
Sollgeometrie der Verzahnung
(simuliert aus Herstelldaten) bzw.
der durch Auskolkungen veränderten
Flankentopografie aus 3D-Istmessdaten,
der Relativlageabweichungen
aus der Verzahnungsumfeldberech-
nung (d. h. Verlagerungen an Wellen,
Lagern, etc.) und von Fertigungsabweichungen.
Die Berechnung des
Tragbildes basiert auf eine Abwälzsimulation.
Die anschließende Lastverteilungsberechnung
beruht auf der
Einflusszahlenmethode, die den komplexen
Verformungs- und Spannungszustand
des Zahnkontaktes widerspiegelt
(Bild 1).
Mit dem neu entwickelten Rechenverfahren
sollen lokale Sicherheiten
hinsichtlich Grauflecken berechnet
werden, wobei die realen Kontaktbedingungen
berücksichtigt werden.
AK Kegelräder
Bild1: BECAL Zahnkontaktanalyse mit Soll- und Istgeometrie
Auf Basis der an Stirnrädern bekannten
Methode zur Abschätzung
der Flankenformabweichung aufgrund
von Grauflecken wird eine
lokale Methode zur Berechnung der
Flankenformabweichung für Kegelund
Hypoidrädern unter Berücksichtigung
von hypoid- und kegelradspezifischen
Einflüssen entwickelt.
Neben einem lokalen Rechenverfahren
zur Abschätzung der Graufleckentragfähigkeit
wird ein normfähiges
Rechenverfahren entwickelt.
Um repräsentative Aussagen hinsichtlich
der Graufleckengefährdung eines