Lehrstuhl für Maschinenelemente und Getriebetechnik (MEGT)

Tribologische Simulation von Schneckengetrieben

Schneckengetriebe zur Leistungsübertragung werden in großen Stückzahlen in industriellen Antriebssystemen eingesetzt. Weitere Einsatzgebiete sind Antriebe von Aufzügen, Schiffspropellern oder Werkzeugmaschinen. Die Vorteile von Schneckengetrieben im Vergleich zu Stirnrad- oder Kegelradgetrieben sind ein geräuscharmer Lauf sowie die kompakte Bauform bei einer geringen Anzahl an Bauteilen. Insbesondere die Möglichkeit, sehr hohe Übersetzungsverhältnisse in nur einer Stufe zu realisieren, lässt es zu, mit Schneckengetrieben vergleichsweise wirtschaftliche Getriebekonzepte zu entwerfen.

Die lastabhängigen Verzahnungsverluste, die im Schneckengetriebe aufgrund der Reibung zwischen Schnecke und Schneckenrad entstehen, können mithilfe einer detaillierten tribologischen Analyse des Kontaktes zwischen den Zahnflanken erfasst werden.

Die Methode umfasst die mathematische Beschreibung der Verzahnungsgeometrie und der Geschwindigkeitsverhältnisse und darauf aufbauend die Berechnung verschiedener lokaler tribologischer Kenngrößen. Darüber hinaus werden Schnittstellen zur Einbindung einer Lastverteilungsberechnung und tribologischen Eingangsdaten wie Schmierstoffkenngrößen und experimentell ermittelten Grenzreibungszahlen eingebunden. Mithilfe der tribologischen Simulation werden für alle Diskretisierungspunkte des hoch aufgelösten Kontaktgebietes die lokale Reibungszahl im Mischreibungsgebiet ermittelt und so die Reibung im Zahnkontakt bestimmt.

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