Entwicklung und Verifikation einer Methode zur Bestimmung der Zahnfußtragfähigkeit von konischen Stirnrädern

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Eines der wichtigsten Getriebeelemente der Antriebstechnik ist das Zahnrad. Von immer größerer Bedeutung ist das konische Stirnrad. Es wird bereits seit Jahren im Schiffsgetriebebau verwendet und findet augenblicklich auch Einzug in den Automobilbau. Hier wird diese Verzahnungsart zum Beispiel eingesetzt, um das Drehmoment bei Allradantrieb vom Ende des Getriebes zur Vorderachse zu bringen. Die hohe Leistungsdichte von Verzahnungen erfordert eine präzise Berechnung der Belastung und der Tragfähigkeit, um eine wirtschaftliche Auslegung zu gewährleisten. Derzeit existieren keine gesicherten Kennwerte zur Zahnfußtragfähigkeit dieser Verzahnungen. Deshalb werden die Verzahnungen durch ein Stirnrad im mittleren Stirnschnitt angenähert. Durch eine genauere Betrachtung kann hier Potential für eine Auslegung mit höherer Leistungsdichte gewonnen werden. Auch existiert keine Berechnungsmethode, um das Einsatzverhalten lastfrei sowie unter Last und damit die entstehenden Zahnfußspannungen und Flankenpressungen schnell für eine Vielzahl von Varianten zu berechnen. Deshalb soll in diesem Forschungsvorhaben eine Methode zur Bestimmung der Zahnfußtragfähigkeit von konischen Stirnrädern entwickelt werden. Um diese Verfahren zu entwickeln und später industriell einsetzen zu können, ist ein Vorgehen zur Analyse des Einsatzverhaltens zu erstellen. Diese Methode und die Tragfähigkeitsrechnung sind versuchstechnisch abzusichern.