In dieser Arbeit wird eine Auslegungsmethode für zweistufige Getriebe entwickelt, mit der das dynamische Anregungsverhalten und die gehörbezogene Geräuschbewertung in den Auslegungsprozess integriert werden. Dadurch kann die Entwurfsqualität bereits in einem frühen Entwurfsstadium gesteigert werden. Die Berechnung des dynamischen Anregungsverhaltens erfolgt mithilfe der Mehrkörpersimulation. Zur gehörbezogenen Bewertung werden die psychoakustischen Metriken in einem Kennwert, der wahrgenommenen Lästigkeit, zusammengefasst. Die beiden Komponenten werden in einer iterativen Auslegungsmethode kombiniert, die zur Rechenzeitoptimierung auf einen naturanalogen Partikelschwarmalgorithmus zurückgreift. Die Methodenentwicklung und Kennwertbildung erfolgt an einem zweistufigen Prototypengetriebe, in das die zur Validierung der Rechenmethoden notwendige Messtechnik integriert wird. Im ersten Schritt werden entlang der Schallentstehungskette Simulationsmodelle entwickelt und anhand der experimentellen Messdaten validiert. Zur Abbildung der quasistatischen Verzahnungsanregung wird eine FE-basierte Zahnkontaktanalyse auf zweistufige Getriebe erweitert. Das dynamische Anregungsverhalten wird mittels der Mehrkörpersimulation modelliert. Der letzte Schritt der Schallentstehungskette, das dynamische Geräuschverhalten, wird auf Basis experimentell ermittelter Transferfunktionen synthetisiert und psychoakustisch ausgewertet. Entlang der gesamten Schallentstehungskette liegt eine sehr gute Übereinstimmung zwischen Messung und Simulation vor. Im zweiten Schritt werden Verzahnungsparameter verändert und deren Einfluss auf das Anregungs- und Geräuschverhalten diskutiert. Variationsparameter sind die Zähnezahlen, der Schrägungswinkel und die Phasenverschiebung. Die Zusammenführung der psychoakustischen Metriken in die wahrgenommene Lästigkeit wird anhand von Hörversuchen durchgeführt und eine Berechnungsformel der Lästigkeit abgeleitet. Die Kombination der validierten Berechnungskette und der entwickelten Berechnungsformel der Lästigkeit in einer Auslegungsmethode wird im letzten Schritt durchgeführt. Als Zielgrößen können die Masse, die Lästigkeit, der Wirkungsgrad, die Pressung und die Lastverteilung einbezogen werden. Nach der Verifikation wird die Methode auf ein Prototypengetriebe und ein zweistufiges Demonstratorgetriebe für die E-Mobilität angewendet.
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Autor Schroers, Marius
Gewicht 0.246 kg
Erscheinungsdatum 01.08.2023
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Schroers, Marius

Gehörbezogene Auslegung zweistufiger Getriebe unter Berücksichtigung dynamischer Anregungseffekte

ISBN: 978-3-98555-165-1
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Kurzbeschreibung

In dieser Arbeit wird eine Auslegungsmethode für zweistufige Getriebe entwickelt, mit der das dynamische Anregungsverhalten und die gehörbezogene Geräuschbewertung in den Auslegungsprozess integriert werden. Dadurch kann die Entwurfsqualität in einem frühen Entwurfsstadium gesteigert werden. Die Berechnung des dynamischen Anregungsverhaltens erfolgt mit der Mehrkörpersimulation. Zur gehörbezogenen Bewertung werden die psychoakustischen Metriken in der wahrgenommenen Lästigkeit zusammengefasst. 

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