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Lehrstuhl für Maschinenelemente, Getriebe und Kraftfahrzeuge (LMGK)
Prof. Dr.-Ing. W. Predki |
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Graufleckentragfähigkeit von Großgetrieben
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Deutsch:
Graufleckentragfähigkeit von Großgetrieben
Grauflecken sind ein Zahnflankenschaden bei dem mikroskopisch kleine Ausbrüche die Flankenoberfläche mattgrau erscheinen lassen. Ursache ist ein ungünstiger Schmierungszustand im Zahnkontakt.
Die Graufleckigkeit führt zu einer Veränderung der Profilform, die sich z.B. negativ auf das Geräuschverhalten auswirken kann. Unter Umständen können aus der Graufleckigkeit großflächige Ausbrüche entstehen, die das Getriebe zerstören können. Deshalb haben Getriebebauer ein großes Interesse daran, ihre Getriebe so auszulegen, dass Grauflecken gar nicht erst auftreten.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Einflüsse der Flankenrauheit, der konstruktiven Maßnahmen und der geänderten Betriebsbedingungen auf die Entwicklung von Graufleckenschäden zu untersuchen. Im Focus steht die Auswirkung der Verzahnungsgröße auf die Schadensentwicklung.
Durch vergleichende Versuche an zwei unterschiedlich großen Prüfständen können Erkenntnisse, die an kleineren Zahnrädern gewonnen wurden, auf größere Getriebe übertragen werden. Die Ergebnisse fließen in ein Rechenprogramm zur Vorausberechnung von Graufleckenschäden ein.
Es erfolgen zehn Prüfstandsversuche an Radsätzen mit einem Modul von 16mm und 22mm am Großgetriebeprüfstand (Achsabstand 447,33mm) sowie 20 Versuche an Verzahnungen mit einem Modul von 3,3mm und 4,5mm an der Standard-Zahnradprüfmaschine (Achsabstand 91,5mm). Die Verzahnungsgeometrie der Baugrößen ist bis auf das Modulverhältnis von ca. fünf weitgehend ähnlich.
Jeder Versuch umfasst sechs Läufe mit kontinuierlich steigender Belastung. Als Maß für die Schadensintensität dienen die von Grauflecken bedeckte Flankenfläche sowie die Profilformabweichung.
Der Großgetriebeprüfstand ist mit einer Prüfleistung von sechs Megawatt weltweit der größte seiner Bauart an einer universitären Einrichtung.
English:
Micropitting load carrying capacity of large gearboxes
Micropittings are gear tooth damages, which lead to a matte grey surface caused by microscopically small outbreaks of the flank surface. The reason for this damage is an unfavourable lubrication condition.
The micropittings lead to a modification of the profile, which e.g. can have a negative effect on the noise behaviour. Under certain circumstances, the micropittings can lead to big area outbreaks of the tooth surface and the destruction of the gearbox. For this reasons it is the interest of gearbox manufacturers to design their gearboxes so that no micropittings occur.
Aim of the research project is the investigation of the influences of surface roughness, constructive techniques and changed operating conditions on the damage processing of the micropittings. The focus is on the damage process caused by the large gear size.
By comparing the results of two different sized test stands, the ability is given to transfer knowledge won on small gears to large gearboxes. These results are going to be used in a program for calculation of micropittings.
There are ten rig tests on gear sets with a module of 16mm and 22mm on the large gearbox test stand (axial distance of 447.33mm) and 20 rig tests with a module of 3.3mm and 4.5mm on the standard gear test stand (axial distance of 91.5mm) made. The tooth geometry of the different gear sizes is quiet similar except of the module ratio of almost five.
Each test contains six runs with continuously increasing load. As gauge for the damage intensity the micropitting area of the flanks as well as the profile form error are used.
The large gearbox test stand with a testing power of six megawatts is worldwide the biggest of its kind at a university facility.
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