Akustische Getriebeauslegung

Das Geräuschverhalten von Getrieben wird wesentlich von der Schwingungsanregung durch die Verzahnung bestimmt. Unser Ziel war es, die Parameter dieser Anregung bzw. deren Einfluss zu ermitteln und so eine Software zu entwickeln, die eine Beurteilung der akustischen Abstrahlung ermöglicht. Die Berechnungen sollten für eine gerad- bzw. schrägverzahnte Stirnradstufe erfolgen. Ausgangspunkt war das Forschungsvorhaben der FVA über den „Einfluss von Verzahnungsabweichungen und -korrekturen auf die Schwingungsanregung schrägverzahnter Getriebe“, das uns von der Firma Eisenbeiss zur Verfügung gestellt wurde.
Die Haupteinflussgrößen sind zum einen die zeitlich-veränderliche Verzahnungssteifigkeit und zum anderen die vorhandenen Abweichungen und die vorgenommenen Korrekturen der Verzahnung. In der vorliegenden Dokumentation unserer Arbeit ist die mathematische Beschreibung der relevanten Größen dargestellt und erklärt.
Im Allgemeinen sind die Resultate unserer Berechnungen Kennzahlen, durch die die  Vergleichsmöglichkeit mit anderen Berechnungen gegeben ist. Die Berechnung von Dezibelwerten, der abgestrahlten Getriebelautstärke entsprechend, ist aufgrund der vielfältigen Einflussgrößen nicht möglich.
Den Programmteil zur Abschätzung der Geräuschanregung einer geradverzahnten Stirnradstufe haben wir ohne Abstriche verwirklichen können. Der positive Einfluss einer richtig ausgelegten Kopfrücknahme ist ebenso ersichtlich wie die steigende Anregung durch die Verzahnung bei einer Erhöhung der Last. Die Gegenüberstellung der errechneten Ergebnisse ermöglicht eindeutige Aussagen über den Einfluss der Verzahnungsabweichung  und –korrekturen auf den Anregungspegel der Verzahnung.
Die Berechnung der schrägverzahnten Stirnradstufe verläuft über weite Teile ähnlich wie die der Geradverzahnung, allerdings ist das Abstrahlverhalten der Schrägverzahnung mit einer Reihe komplexerer Einflussgrößen verknüpft. Erste Programmtests ergaben, dass der positive Einfluss einer ganzzahligen Sprungüberdeckung nicht zu erkennen ist. Der Grund dafür liegt in der unzulänglichen Berücksichtigung der Berührlinienlänge. Diese ist für ganzzahlige Sprungüberdeckungen konstant und reduziert somit die Geräuschanregung. Deswegen wurde die Schrägverzahnung vorerst aus dem Programm weggelassen.

The noise behavior of transmissions is substantially determined by the stimulation of vibration by teeth. Our goal was to determine the parameters of this suggestion and their influence and to develop a software, which offers the opportunity to evaluate the acoustic radiation. The calculations should be done for helical gearings. Starting point was the research project of the FVA over the “influence of teeth deviations and teeth corrections on the vibration stimulation of transmissions”, which was made available for us by the company EE. Eisenbeiss Söhne.
The main components are on the one hand the temporally variable teeth rigidity and on the other hand the existing deviations and the corrections of teeth. In the documentation of our work the mathematical description of the relevant sizes is represented and explained.
Generally, the results of our computations are characteristic numbers, by which the possibility to compare the computation with others is given. The computation of decibel values which correspond to the radiated transmission volume is not possible due to the various components.
We have been able to carry out the program section for the estimation of the vibration stimulation of a spur toothed wheel as it was previously planned. The positive influence of a correctly laid out head cancelling is just as evident as the rising suggestion by teeth with an increase of the load.

The confrontation of the calculated results enables us to make clear statements about the influence of teeth deviations and corrections on the suggestion level of teeth.
The computation of the helical gearing runs to a large extent similarly to those of the spur toothing. However, the radiation behavior of the helical gearing is linked with a number of more complex variables.

The first program inspection showed that the positive influence of an integral overlap ratio can not be recognized. The reason for it lies in the insufficient consideration of the line of contact. If this line of contact is constant (this corresponds to an integral overlap ratio), the stimulation of vibration is reduced.

Therefore the helical gearing was omitted from the program for the time being.