Diese Dissertation zielt darauf ab, eine Methode zur Geräuschoptimierung von Stirnradverzahnungen in der Pulvermetallurgie zu entwickeln. Zunächst wird der Einfluss der Verdichtungs- und Einsatzhärtetiefe auf die Tragfähigkeit und das Anregungsverhalten untersucht. Eine Berechnungsmethode zur Berücksichtigung des Verdichtungsprofils in der Zahnkontaktanalyse wird entwickelt und validiert. Es wird festgestellt, dass eine geringere Einsatzhärtetiefe ein antiproportionales Verhalten der Zahnflankentragfähigkeit zur Verdichtungstiefe zeigt. Dies wird auf eine lastbedingte Nachverdichtung der Zahnflanken zurückgeführt, die die Tragfähigkeit und das Geräuschverhalten beeinflusst. Im zweiten Schritt wird der Einfluss der Radkörpergeometrie und -dichte auf das Einsatz- und Geräuschverhalten untersucht. Eine dreigeteilte Berechnungsmethode wird entwickelt und validiert, um das Einsatzverhalten, die Radkörpertragfähigkeit und das Schwingungsverhalten zu untersuchen. Radkörpermodifikationen führen zu einem variierenden Einsatz- und Schwingungsverhalten aufgrund einer diskontinuierlichen Steifigkeitscharakteristik entlang des Umfangs. Im dritten Schritt wird, basierend auf den validierten Berechnungsmethoden, eine Methode zur Radkörperauslegung durch modale Formoptimierung entwickelt. Die Ziele sind die Optimierung des Geräuschverhaltens und die Reduzierung der Masse. Kritische Frequenzen werden festgelegt, um einen Zielpegel zu berechnen, auf den die Übertragungsfunktion der Verzahnung durch Variation des Radkörpers optimiert wird. Die Verzahnungseigenfrequenzen werden in unkritische Frequenzbereiche verschoben und die Masse der Verzahnung wird reduziert. Die Methode wird auf die erste Stufe eines elektrischen Fahrzeuggetriebes angewendet, wobei drei optimierte Radkörper das gestellte Anforderungsprofil erfüllen.
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Autor Scholzen, Philipp
Gewicht 0.295 kg
Erscheinungsdatum 21.05.2024
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Werkzeugmaschinen

Scholzen, Philipp

Auslegung geräuschoptimierter pulvermetallurgischer Stirnradverzahnungen

ISBN: 978-3-98555-216-0
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Kurzbeschreibung

Diese Dissertation entwickelt Methoden zur Geräuschoptimierung von pulvermetallurgischen Verzahnungen. Sie untersucht den Einfluss der Verdichtungstiefe, der Einsatzhärtung sowie der Radkörpergeometrie auf die Tragfähigkeit und das Geräuschverhalten. Basierend auf diesen Erkenntnissen wird eine Methode zur Radkörperauslegung entwickelt, die das Geräuschverhalten optimiert und die Masse der Verzahnung reduziert. Die Methode wird auf die erste Stufe eines elektrischen Fahrzeuggetriebes angewendet.

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