| Titel | Experimentelle Bestimmung des Reibungsverhaltens von Schrägverzahnungen mit Flankenmodifikationen |
| Autor | T. Jurkschat, T. Lohner, K. Michaelis, K. Stahl |
| Infos zum Autor | Dipl.-Ing. Thomas Jurkschat, Teamleiter, Tel.: +49-89-289-15885, E-Mail: jurkschat@fzg.mw.tum.de, Fax: +49-89-289-15808 Thomas Lohner, M. Sc, Abteilungsleiter , Tel.: +49-89-289-15122, E-Mail: lohner@fzg.mw.tum.de, Fax: +49-89-289-15808 Dr.-Ing. Klaus Michaelis, Oberingenieur, Tel.:+49-89-289-15809, E-Mail: michaelis@fzg.mw.tum.de , Fax: +49-89-289-15808 Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl, Ordinarius, Tel.: +49-89-289-15805, E-Mail: stahl@fzg.mw.tum.de, Fax: +49-89-289-15808 Lehrstuhl für Maschinenelemente FZG - Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau Technische Universität München Boltzmannstrasse 15 85748 Garching www.fzg.mw.tum.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Im Bereich der Antriebstechnik werden zur Wandlung von Drehmoment und Drehzahl häufig Stirnradgetriebe eingesetzt, die sich durch einen einfachen Aufbau und eine hohe Betriebssicherheit auszeichnen. Die Leistungsübertragung erfolgt aufgrund des Abwälzvorgangs mit Rollen und Gleiten nicht verlustfrei. Ein hoher Anteil der Verluste zur Leistungsübertragung entsteht beim Abwälzen der Zahnflanken in Form von lastabhängigen Verzahnungsverlusten. Nach dem Stand der Technik werden die Kontaktverhältnisse über den Zahnverlustfaktor HV nach Ohlendorf [21] beschrieben und zusammen mit einer mittleren Verzahnungsreibungszahl ?mz in der Berechnung der lastabhängigen Verzahnungsverluste berücksichtigt. Dabei liegt dem Zahnverlustfaktor HV nach Ohlendorf eine vereinfachte Last- und Geschwindigkeitsverteilung zugrunde und die Ansätze zur Berechnung der mittleren Verzahnungsreibungszahl basieren weitgehend auf empirischen Daten aus Prüfstandsversuchen mit unkorrigierten Geradverzahnungen. In der Praxis werden aufgrund des besseren Anregungs- und Geräuschverhaltens jedoch überwiegend Schrägverzahnungen eingesetzt, die mit lastangepassten Flankenkorrekturen für ein möglichst gleichmäßiges Tragbild modifiziert sind. Die geänderten Eingriffs- und Kontaktverhältnisse beeinflussen die Verluste maßgeblich und werden über den Zahnverlustfaktor HV nicht berücksichtigt. Die Berechnung der lastabhängigen Verzahnungsverluste für Praxisverzahnungen kann daher im Vergleich zu den tatsächlichen Verlusten hohe Abweichungen aufweisen. Aus diesem Grund werden in einem IGF-Forschungsvorhaben der FVA aufwändige Versuche am FZG-Wirkungsgradprüfstand und FZG-Lagerverlustleistungsprüfstand durchgeführt und zusammen mit der lokalen Last- und Geschwindigkeitsverteilung über den Zahnverlustfaktor HVL nach Wimmer [22] ausgewertet. Im Rahmen dieser Veröffentlichung wird die Methode zur experimentellen Bestimmung der mittleren Verzahnungsreibungszahl überprüft und angepasst, um das Reibungsverhalten von korrigierten Schrägverzahnungen zu erforschen. Zudem werden Ergebnisse mit bestehenden Berechnungsmethoden eingeordnet und bewertet. Abstract In drive technology, spur gears are frequently used for transformation of torque and speed due to their simple design and high operational reliability. Power transmission always involves power losses. Thereby, particular interest has to be given to the load dependent gear loss while tooth meshing. According to the state of the art, load dependent gear loss calculation is based on tooth loss factors with simplified contact conditions and a mean coefficient of friction derived from empirical data from spur gears without flank modifications. In practice, however, helical gears for improved NVH (Noise, Vibration, Harshness) behavior and flank modifications for uniform contact patterns are used. Thereby, the modified mesh and contact conditions affect the load dependent gear losses and hence significant differences between calculated and actual values can occur. Comprehensive experimental investigations at the FZG efficiency test rig and FZG bearing test rig have been carried out in a collective research project of FVA to investigate the load dependent gear losses of modified helical gears. The local mesh and contact conditions are considered by the loss coefficient HVL according to Wimmer [22]. In this paper the method for determining the mean coefficient of friction is reviewed and modified for application to helical gears with flank modifications. In addition results containing the mean coefficients of friction of selected test gears are compared between the introduced calculation approach and the state of the art. |
| Datum | 2016 |
