Festigkeit von Verzahnungen

Zahnradgetriebe decken einen großen Bereich der gleichförmig übersetzenden Umformer ab. Das begründet sich auf deren Vorteilen im Bereich der Lastübertragung, Flexibilität und deren Laufeigenschaften. In Abhängigkeit der Einsatzparameter muss die Auslegung entweder hinsichtlich der Tragfähigkeit der Flanke oder des Zahnfußes erfolgen. Aufgrund des vollständigen Ausfalls bei Eintreten eines Schadens ist die Zahnfußtragfähigkeit das kritischere Kriterium.

 

Am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Produktentwicklung beschäftigen wir uns seit über 20 Jahren mit der Analyse der Zahnfußtragfähigkeit - hauptsächlich von Schneckenrädern. Hierbei steht neben der Analyse bestehender Verzahnungsgeometrien auch die Synthese von Getrieben mit erhöhter Zahnfußtragfähigkeit im Vordergrund. Aufgrund der Materialauswahl von Schneckenrädern wurden verschiedene Bronzewerkstoffe näher untersucht. Auch die Schweißbarkeit von Bronze mit Guss oder Stahl wurde am Schneckenrad entwickelt.

 

Innerhalb dieses Forschungsgebietes wurden verschiedene Berechnungswerkzeuge bis hin zum teilautomatischen numerischen Berechnungsprogramm entwickelt. Hiermit können bestehende Getriebe analysiert und neue Geometrien hinsichtlich hoher Zahnfußtragfähigkeit synthetisiert werden. Zur überprüfung der analytischen und numerischen Berechnungsergebnisse der Zahnfußtragfähigkeit werden sowohl Laufprüfstände als auch Pulsatorprüfstände eingesetzt.