Für zuverlässige Vorhersagen zur Energiedissipation und Betriebstemperatur von Getrieben sind miteinander gekoppelte Berechnungsmodelle für die Verlustleistung und Wärmeströme notwendig. Ziel des Forschungsvorhabens ist ein validierter Berechnungsansatz für die Verzahnungsreibungszahl von Innenverzahnungen. Zudem wird ein validiertes thermisches Netzwerk für Planetengetriebe zur rechnerischen Bestimmung der Komponententemperaturen entwickelt. Aus den Berechnungsergebnissen können für Planetengetriebe bereits in der Auslegungsphase zuverlässige und validierte Aussagen zur Energieeffizienz und zu unzulässig hohen Temperaturspitzen getroffen werden.

Der Wissensstand hinsichtlich Verlustleistung und Wärmeströme bei Innenverzahnungen wird durch kombinatorische Untersuchungen experimenteller und theoretischer Herangehensweise erweitert. Das tribologische Systemverständnis zum Unterschied zwischen Innen- und Außenverzahnung wird durch Betrachtung lokaler Einflussgrößen auf die Reibungszahl entlang der Eingriffsstrecke mittels teil-analytischer Ansätze und numerischer TEHD-Modellierung verbessert. Ausgehend von diesen lokalen Betrachtungen und experimentellen Untersuchungen am Prüfgetriebe des FZG-Innenverzahnungsprüfstands (vgl. Abb. 1) werden bestehende Berechnungsansätze für die mittlere Verzahnungsreibungszahl geprüft und ein validierter Ansatz für Innenverzahnungen entwickelt. Zur rechnerischen Bestimmung der Komponententemperaturen werden notwendige thermische Leitwerte für Getriebekomponenten aus gemessenen Komponententemperaturen abgeleitet und ein validiertes, thermisches Netzwerk für Planetengetriebe aufgebaut.

Durch den Einsatz von zuverlässigen Berechnungsmodellen können gesicherte Aussagen zum Verlustleistungsverhalten und zu Betriebstemperaturen von Innenverzahnungen und Planetengetrieben getroffen werden. Mit dem entwickelten Ansatz und der Integration in firmeneigene oder kommerzielle Berechnungsprogramme ergibt sich unmittelbarer Nutzen durch die Auslegungsmöglichkeit energieeffizienterer und zuverlässigerer Planetengetriebe.