Verbesserte Toleranz- und Tragfähigkeitsberechnung in STplus basierend auf normfähigen Ansätzen zur Erweiterung von DIN 3990 und ISO 6336
Forschungsthema
| Kurztitel | Toleranz und erweiterte Tragfähigkeit in STplus |
| Projektbeginn | Q4/2025 |
| Förderung | FVA-Nr. 241/XVII Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., FVA |
| Kontakt | Dr.-Ing. M. Otto |
Projektbeschreibung
Ziel des Vorhabens ist die Erweiterung der Tragfähigkeitsberechnung in STplus [Rot23] um Berechnungsmethoden und -ansätze die über den Inhalt der Normen DIN 3990 / ISO 6336 [DIN87, ISO19] hinausgehen. Unter anderem soll der Einfluss des Querpressverbandes auf Zahnfußtragfähigkeit und Profilabweichungen nach [Leo22] implementiert werden. Darüber hinaus soll eine erweiterte Fresstragfähigkeitsberechnung auf Basis der lokalen Schmierfilmdickenberechnung nach 598 II [Joo18] in STplus Einzug halten. Abgerundet werden die Erweiterungen durch einen Ansatz zur Berücksichtigung der Einsatzhärtetiefe in der Tragfähigkeitsberechnung nach 271 I [Tob01], in dem vorhabensspezifische Faktoren ermittelt und in den Berechnungen nach DIN / ISO berücksichtigt werden.
Zusätzlich soll eine Untersuchung zum Einfluss von Geometrietoleranzen durchgeführt werden. In dieser theoretischen Untersuchung wird der Einfluss von tolerierbaren Parametern mit Einfluss auf die Tragfähigkeit untersucht. Als Resultat wird eine Methode zur Qualitätsvariation entwickelt die umfangreich dokumentiert wird, um sie in STplus und anderen Programmen implementieren zu können. STplus bietet die Möglichkeit der Tragfähigkeitsberechnung auf Basis einer Vielzahl unterschiedlicher, für die Industrie relevante, Normen und Klassifizierer. Ein aktueller Normenkatalog ist für die Auslegung von Getrieben für die Industrie unerlässlich. Im Rahmen des Vorhabens werden die in STplus vorhandenen Normen und Klassifizierer auf die neuesten Versionen aktualisiert. Im Ergebnis erhält man eine STplus Version, die durch die Aktualisierung der vorhandenen Normen und Klassifizierer wettbewerbsfähige Berechnungsergebnisse liefert. Darüber hinaus erhält man eine schnelle, effiziente Berechnung der Tragfähigkeit, die über die Grenzen der derzeitigen Normen hinausgehen und somit Ergebnisse liefern, die näher an der Realität liegen. Die daraus resultierende, weniger konservative Abschätzung der Tragfähigkeit, verringert den Einsatz von Ressourcen sowie die Kosten zur Herstellung von Zahnrädern.
Literatur
[DIN87] DIN 3990:1987: Tragfähigkeitsberechnung von Stirnrädern (1987).
[ISO19] ISO 6336-1:2019: Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors (2019).
[Joo18] Joop, M.; Ittenson, H.; Tenberge, P.; Bartel, D.: FVA-Nr. 598/II - Heft 1306 - Abschlussbericht - Örtliche Fresstragfähigkeit II. Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., Frankfurt/Main (2018).
[Leo22] Leonhardt, C.: FVA-Nr. 797/I - Heft 1434 - Abschlussbericht - Gefügte Stirnräder - Einfluss von Querpressverbänden auf die Zahnfußtragfähigkeit außenverzahnter Stirnradverzahnungen. Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., Frankfurt/Main (2022).
[Rot23] Rothemund, M.; Otto, M.; Stahl, K.: FVA-Nr. 241/XVI - Heft 1574 - Abschlussbericht - Ableitung fertigungsgerechter Geometrien, Darstellungen und Schnittstellen für die moderne Zahnradherstellung. Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., Frankfurt/Main (2023).
[Tob01] Tobie, T.; Oster, P.; Höhn, B.-R.: FVA-Nr. 271/I - Abschlussbericht - Heft 622 - Härtetiefe-Großzahnräder. Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., Frankfurt/Main (2001).
