Jahrgang

2004/2005

Projektpartner

Eisenbeiss GmbH, Enns

Maturanten

Achleitner Johannes
5BI

Betreuer

Kiesl Walter

Kiesl Walter

Für die Firma Eisenbeiss GmbH in Enns wurde eine Software entwickelt, welche es ermöglicht, die Geräuschabstrahlung von gerad- und schrägverzahnten Stirnradstufen zu vergleichen. Hierzu wurde ein Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung für Antriebstechnik in ein mathematisches Rechenmodell umgesetzt.

Problemstellung
Aus einer Diplomarbeit vom Vorjahr besteht bereits ein Programm, welches die Geräuschanregung von Geradverzahnten Stirnrädern berechnen kann. Dieses Programm konnte das Geräuschverhalten von geradverzahnten Stirnrädern bereits sehr gut berechnen, das Projektteam konnte jedoch aus Zeitgründen die Berechnung der Geräuschanregung eines schrägverzahnten Stirnrades nicht mehr fertig stellen. Dieses Programm sollte im Rahmen meiner Diplomarbeit um die Berechnung des Geräuschanregungspegels der Schrägverzahnung erweitert werden.

Zielsetzung
Erweiterung der Software vom Vorjahr um die Berechnung der Lautstärke der Schrägverzahnung, wobei ein Minimum der Geräuschanregung bei ganzzahliger Sprungüberdeckung erreicht werden muss.

Ablauf
Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde zuerst ein Konzept für die Berechnung von schrägverzahnten Stirnradstufen erstellt. Das Konzept besteht darin, dass ein Schrägverzahntes Zahnrad mittels Scheibchenmodell auf ein geradverzahntes Stirnrad zurückgeführt wurde. Dass heißt, ein schrägverzahntes Stirnrad wird mathematisch in viele Scheibchen zerschnitten und jedes Scheibchen als einzelnes Geradstirnrad betrachtet. Die Steifigkeiten und Verzahnungsabweichungen der Scheibchen werden dann mit einer gewissen Versetzung, wie es dem Schrägungswinkel entspricht, zu einer dynamischen Zahnkraft addiert. (Steifigkeit x Durchbiegung ist gleich Kraft, anm.). Diese dynamische Zahnkraft wird in eine Fourierreihe entwickelt und aus den Fourierkoeffizienten kann der Anregungspegel der Zahnkraft berechnet werden.

Ergebnis
Es kann festgestellt werden, dass eine ganzzahlige Sprungüberdeckung ein Minimum in der Geräuschanregung bewirkt. Dies wird auch durch ein Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung für Antriebstechnik (Nr. 133/I, 133/II) experimentell bewiesen. Der Verlauf des Anregungspegels in Abhängigkeit der Sprungüberdeckung entspricht fast genau dem experimentell bestätigten Verlauf aus dem Forschungsvorhaben. Weiters kann der positive Einfluss einer Kopfrücknahme bestätigt werden. Verzahnungsabweichungen wirken sich meist als Verschlechterung der Geräuschanregung aus, wie auch im Forschungsvorhaben bestätigt.

Da viele Parameter wie Getriebegehäuse, Getriebeöl, Wellen, etc., etc. unberücksichtigt bleiben, können die Ergebnisse aus den Berechnungen nur als Vergleichswerte interpretiert werden.