Comparability between the noise behaviour of flank-optimized gearwheels and their noise emission in gearboxes

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Die Geräuschemission von Getrieben wird maßgeblich durch die Schwingungsanregung im Zahneingriff bestimmt. Durch die Gestaltung der Zahnradgeometrie und insbesondere der Zahnflankentopographie kann das Anregungsverhalten einer Verzahnung deutlich beeinflusst werden. In zahlreichen experimentellen Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass diese Methoden für eine Geräuschoptimierung von Radsätzen geeignet sind. Es fehlen bis dato jedoch Erkenntnisse, inwieweit die Ergebnisse der Lauf- und Geräuschuntersuchungen am Radsatz auf das Gesamtgetriebe übertragbar sind. Ziel des Vorhabens ist es daher, eine bessere Vorhersage der Geräuschemission einer flankenoptimierten Verzahung im Gesamtgetriebe und im Antriebsstrang zu ermöglichen. Da die beschriebenen Probleme sowohl bei Stirn- als auch bei Kegelradverzahnungen auftreten, werden die Prüfstandsversuche an einem Kfz-Antriebsstrang, bestehend aus Schaltgetriebe und Hinterachsdifferential, durchgeführt. Die am WZL vorhandenen Programme und Erfahrungen ermöglichen die Auslegung von geräuschminimierten Verzahungen anhand von berechneten Beurteilungskenngrößen. Die Aussagefähigkeit und Übertragbarkeit dieser rechnerischen Beurteilungskenngrößen soll durch die Prüfstandsuntersuchungen am Komplettgetriebe verifiziert werden. Um die Wirkungszusammenhänge zwischen der Flankentopographieoptimierung der Verzahnungen und des Schwingungs- und Geräuschverhaltens des Gesamtgetriebes zu untersuchen, sollen des weiteren Betriebsschwingungsmessungen am Getriebe und am Antriebsstrang durchgeführt werden. Anhand dieser Messungen lässt sich dann nachweisen, ob und inwieweit eine Veränderung der Zahnflankenkontaktgeometrie zu einer Änderung des Eigenschwingungsverhaltens des gesamten Getriebes führt. Aus den Ergebnissen des Forschugnsvorhabens sind Auslegungshinweise und gegebenenfalls neue Kenngrößen zu entwickeln, die dem Konstrukteur eine Vorhersage des zu erwartenden Geräuschverhaltens von Radsätzen im Gesamtgetriebe ermöglichen sollen.