| Titel | Simulation des Kontaktes beschichteter Zahnräder mit der Finiten-Elemente-Methode |
| Autor | U. May |
| Infos zum Autor | Dr.-Ing. U. May Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF Bartningstraße 47 64289 Darmstadt Tel.: 06151 705 473 Fax: 06151 705 214 Mail: ulrich.may@lbf.fraunhofer.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Es werden erste Ergebnisse einer numerischen Parameterstudie vorgestellt, bei der mit Hilfe der Finite- Elemente-Methode der Einfluss ausgewählter Werkstoff-, Schicht- und Betriebsparameter auf die Beanspruchung einer beschichteten Zahnflanke eines Prüfgetriebe-Ritzels untersucht wurde. Der Fokus des Beitrages liegt auf der Ermittlung der Zusammenhänge bezüglich der Pressung der Zahnflanken als Voraussetzung für die Bewertung der Grübchentragfähigkeit. Um die Auswirkung einer Parameterveränderung auf die Beanspruchung effektiv durchführen zu können, wurde ein Simulationsmodell aufgebaut, das eine automatisierte Abwicklung der aufwendigen und komplexen FEM-Berechnungen erlaubt. Anhand von Beispielen wird aufgezeigt, welche Parameter im Hinblick auf die Bean-spruchung der beschichteten Flanke dominant sind bzw. welche Abhängigkeiten be-stehen. Damit lassen sich kritische Parameterkonstellationen identifizieren, z.B. für das Interface. Die Aussagen können nicht ohne weiteres pauschalisiert werden, da insbesondere bei anderen Kontaktgeometrien neue Untersuchungen erforderlich sind. Das Simulationsmodell verringert jedoch den diesbezüglichen Modellierungs- und Berechnungsaufwand, weil es automatisierte Abläufe erlaubt, und verkürzt damit Entwicklungszeiten. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass je nach Kenntnisstand auch Werkstoffnichtlinearitäten und Eigenspannnungen berücksichtigt werden können. Die Ergebnisse sind zudem Ausgangspunkte für die Planung von zielgerichteten, experimentellen Untersuchungen zur ertragbaren Wälzfestigkeit. Abstract Some results of a FEA supported parameter study are presented which was done for the contact of a coated with a uncoated tooth flank of a gear pinion in order to investigate the influence of different parameters (material behaviour, coating properties, load conditions) onto the stress distribution. The objective of this paper is to determine hertzian pressure of the flanks with respect to evaluate pitting damage. In order to investigate the influence of the change of a parameter on the stress, a simulation model was created which allows the execution of the complex calculations in an automated way. With the help of some examples, the influence of the chosen parameters on the stress distribution is shown. It is possible to identify critical situations especially with respect to the interface. The statements are not being overall valid. For other contact geometries, new investigations are necessary. With the new simulation model, the calculations can be done faster until now. Also, the results are useful for projecting experimental investigations. Nonlinear material behaviour and residual stresses can be considered. |
| Datum | 2010 |
