Studie zur lokalen Verzahnungsverlustleistung von Stirnradverzahnungen in Gegenüberstellung mit etablierten Ansätzen
Forschungsthema
| Kurztitel | Lokale Verzahnungsverlustleistung |
| Projektbeginn | Q1/2023 |
| Förderung | FVA-Nr. 686/II Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., FVA |
| Kontakt | Dr.-Ing. T. Lohner |
Projektbeschreibung
Über weite Betriebs- und Anwendungsbereiche nimmt die lastabhängige Verzahnungsverlustleistung einen signifikanten Anteil der Gesamtverlustleistung eines Getriebes ein und ist somit maßgebend für dessen Wirkungsgradverhalten. Die möglichst genaue Berechnung der lastabhängigen Verzahnungsverlustleistung ist daher für eine genaue rechnerische Abbildung des Wirkungsgrads und des Wärmehaushalts von Getrieben von hoher Relevanz.
Die Berechnung der Verzahnungsverlustleistung erfolgt üblicherweise aus dem Produkt der Antriebsleistung PA, einer mittleren Verzahnungsreibungszahl μmz und einem (lokal-)geometrischen Zahnverlustfaktor HV(L). Die in der Praxis etablierten Berechnungsansätze zur Bestimmung der mittleren Verzahnungsreibungszahl basieren meist auf gemessenen Verlustmomenten unkorrigierter, geradverzahnter Prüfverzahnungen. Diese Berechnungsansätze beziehen sich auf Betriebsparameter am Wälzpunkt. Bei deren Anwendung gehen die, den Prüfverzahnungen zu Grunde liegenden, Eingriffsverhältnisse implizit mit ein. Da sich Praxisverzahnungen in der Regel wesentlich von Prüfverzahnungen unterscheiden, führt dies zu einem Fehler der berechneten Verzahnungsreibung.
Forschungsziel ist die Steigerung der Berechnungsgüte und -tiefe von Wirkungsgrad und Wärmehaushalt durch die eingriffslokale Berechnung der Verzahnungsverlustleistung (vgl. Abb. 1). Es wird eine abgesicherte, praktikable Berechnungsmethode zur Bestimmung der lokalen Verzahnungsverlustleistung von Praxisgetrieben beliebiger Verzahnungsgeometrie entwickelt. Dazu wird ein Methodenträger u. a. mit Modellen zur Bestimmung von Schmierfilmdickenkennwerten sowie rheologischen Fluidmodellen zur Berechnung der lokalen Verzahnungsreibungszahl aufgebaut und validiert. Anschließend werden etablierte eingriffsgemittelte Berechnungsansätze bei der Anwendung auf Praxisverzahnungen eingeordnet. Durch eine detaillierte Analyse und Einordnung aller verwendeten Berechnungsansätze werden Anwender künftig bei der Auswahl eines geeigneten Berechnungsansatzes unterstützt.