Beitrag zur Entstehung und Verminderung von Getriebegeräusch und -verschleiß anhand eines erweiterten dynamischen Modells, abgeleitet aus oszillografischen Untersuchungen des Eingriffsstoßes

177 Pages·1979·13.749 MB·German

by  Prof. Dipl.-Ing. Günter Laue, Prof. Dipl.-Ing. Reinhold Schulze (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTF ALEN
IF
N r. 2890 achgruppe Maschinenbau IVerfahrenstechnik
Herausgegeben yom Minister fUr Wissenschaft und Forschung
Prof. Dipl. -lng, Gunter Laue
Prof. Dipl. -lng, Reinhold Schulze
F achhochschule Bielefeld
Beitrag zur Entstehung und Verminderung
von Getriebegerausch und -verschleif3
anhand eines erweiterten dynamischen Modells,
abgeleitet aus oszillografischen
Untersuchungen des Eingriffsstof3es
Westdeutscher Verlag 1979
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Laue, GUnter:
Beitrag zur Entstehung und Verminderung von
Getriebegerausch und -verschleiss anhand eines
erweiterten dynamischen Modells, abgeleitet
aus oszillografischen Untersuchungen des Ein
griffsstosses / Gunter Laue ; Reinhold Schulze.
- Opladen : Westdeutscher Verlag, 1979.
(Forschungsberichte des Landes Nordrhein
Westfalen ; Nr. 2890 : Fachgruppe Maschinen
bau, Verfahrenstechnik)
ISBN-13: 978-3-531-02890-3 e-ISBN-13: 978-3-322-87657-7
DOl: 10.1007/978-3-322-87657-7
NE: Schulze, Reinhold:
© 1979 by Westdeutscher Verlag GmbH, Opladen
Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag
Vorwort
Wir danken:
dem Minister fUr Wissenschaft und Forschung des Landes
Nordrhein-Westfalen fUr die finanzielle Fi:Srderung
dem Rektor der Fachhochschule Bielefeld fUr die ideelle
UnterstUtzung
den Dekanen der Fachbereiche Elektrotechnik und Maschi-
nenbau der Fachhochschule Bielefeld fUr persi:Snl1che
und sachliche Hilfe
dem Kollegium fUr v1 ele Diskussionsbei trlige
dem Labor-Ingenieur Ing.-grad. Harald Koch fUr seine
Mitarbeit
und zahlreichen Fachhochschulstudenten fUr ihre Bei
trlige im Rahmen von AbschluBarbeiten
3
Inhalt
l. EinfUhrung 9
1.1 Allgemeines 9
1.2 Me13verfahren 12
1.3 Modellbildung 15
1.3.1 Modell 1 17
1.3.2 Modell 2 18
1.3.3 Modell 3 19
1.3.4 Modell 4 19
1.3·5 Modell 5 20
1.3.6 Modell 6 20
1.3.7 Modell 7 21
1.3.8 Modell 8 21
1.3.9 Modell 9 a und 9 b 22
1.3.10 Modell 10 22
1.3.11 Modell 11 23
1.3.12 Modell 12 a und 12 b 23
2. Einzelzahn 23
2.1 Einzelzahn als Schwingungssystem 23
2.2 Biegeschwingungen eines Einzelzahns 25
2.3 LKngsschwingungen eines Einzelzahns' 29
2.4 Eigenschaften ged!mpfter Schwinger 31
2.5 MeStechnik im Ultraschallbereich 34
2.6 MeSaufnehmer 36
2.7 Me13gegenst§nde 38
2.8 Periodische Erregung 39
2.9 Sto13erregung 40
2.10 Temperatureinflu13 auf Schwingungseigen 42
schaften
2.11 Magnetfeldeinflu13 auf Schw1ngungseigen 43
schaften
2.12 Werkstoffeinflu/3 auf Schwingungseigen 44
schaften
4
2.13 E1nf1US des Oberf1!chenzustandes auf 45
Schw1ngungse1genschaften
2.14 E1nf1US des umgebenden Mediums auf 46
Schw1ngungse1genschaften
2.15 E1nf1US von WerkstUckfeh1ern auf 49
Schw1ngungse1genschaften
2.16 We1tere E1nf1Usse auf Schw1ngungs- 50
e1genschaften
3. Zahnrad 51
3.1 Schw1ngungssystem "Zahnrad" 51
3.2 Stat1sche ZShn- und Radverformungen 53
3.3 Oynam1sche Untersuchungen 54
4. E1ngr1ffsstoB. Prellvorgang 58
4.1 Allgeme1nes 58
4.2 Vere1nfachtes StoBmode11 9 a 60
4.3 Erwe1tertes stoBmode11 9 b 65
4.4 Phys1kal1sches StoBmode11 8 68
4.5 Geriuschmuster von Pre11vorg!ngen 70
4.6 Zwe1 Zah1enbe1sp1ele fUr den E1ngr1ffs- 71
stoB
5. E1ngr1ffsstoB - Modelle 77
5.1 Antr1ebstechn1k 77
5.2 Unsymmetr1scher rotator1scher E1ngr1ffs- 84
stoB. Modell 2
5.2.1 Konstrukt1on 84
5.2.2 MeBverfahren 85
5.2.3 Untersuchungen in Luft 86
5.2.4 Untersuchungen unter 01 89
5.3 Symmetr1scher rotator1scher E1ngr1ffs- 90
stoB. Modell 3
5.3.1 Konstrukt1on 90
5.3.2 MeBverfahren 90
5.3.3 Untersuchungen in Luft 91
5
Untersuohungen unter 01
92
Symmetrischer translatorisoher Ein
98
griffsstoS. Modell 4
5.5· Tangentiale oszillierende Gleitung, 98
Modell 11
6. StoBversohleiS - Modelle
99
6.1 Kugel - Platte - Modell 5
99
6.1.1 Allgemeines
99
6.1.2 Antriebsteohn1sohe LBsung
99
6.1.3 Konstruktive LBsung
100
6.1.4 MeBverfahren
100
6.1.5 VersuohsdurohfUhrung
101
6.1.6 Untersuohungen 1n Luft ohne Olbe-
101
netzung
6.1.7 Untersuohungen in Luft mit Olbe
105
netzung
6.2 Zwei - Kalotten - Modell 6
108
6.3 Sohw1ngrUttler - Modell 7
110
7. Getriebe - PrUfstand 116
7.1 Allgeme1nes 116
7.2 Konstruktion 117
7.3 Antr1ebsteohn1k 119
7.4 MeBteohn1k 120
7.5 MeBergebn1sse, Auswertung 123
8. Zusammenfassung 128
9. Abblldungen 131
10. Fotos 148
11. L1teraturverze1ohn1s 169
6
AbkUrzungsverze1chn1s
GroJ3buchstaben:
A FH!che
C Kapaz1tlit
E Elast1z1tlitsmodul
F Kraft
I Fllichen.trlighe1 tsmoment, Strom
M Moment
N Anzahl
p Le1stung
Q Bl1ndle1stung, GUte
T Temperatur
U Spannung
W Energ1e
Kle1nbuchstaben:
a Beschleun1gung
b Zahnbre1te, Dlimpfungskonstante
c Ste1f1gke1t, Fortplanzungsgeschw1nd1gke1t
d Verlustfaktor, Durchmesser
f Frequenz
g Erdbeschleun1gung
h Zahnhl:She
1 Ubersetzungsverhliltn1s, Strom
j Ordnungszahl
k StoSz1ffer
1 Weg
m Modul
n Drehzahl, laufende Zahl
p Druck
r Verlagerung
s Auslenkung, Zahnd1cke
t Tellung
7
u Spannung
v Geschw1nd1gke1t
x Ver!nder11che
z Zlihnezahl
Gr1ech1sche Buchstaben:
r£ W1nkel
1r Konstante
/:::, D1fferenz
it Wellenll!nge, logar1thm1sches Dekrement
w Kreisfl"equenz
Winkel
~
fO FluS
S Dichte
7: Zeitkonstante, FlankenberUhrungswinkel
.,J Dl!mpfungsgrad, Temperatur
e Trl!gheitsmoment
Indizes:
A Antrieb, Anker, Ausgangs-, Abkling-, Umgebungs-
a Ausbreitungs-
B Biegeschwingungen
b BerUhrungslinie
D Dl!mpfungs-
E Eingriffs-
F Fehler-
f FuSkreis-
G Grobprellung
g Grundkre1s-, Gle1t-
H Hertzsche
1 1deell, unbelastet
K Kontakt, Kugel
k Kopfkreis
kin k1netisch
8
L L!ngsschwingungen
m Mittel-, elektromechanisch
n laufende Zahl, normal
N Nenn-
o Anfangszustand
o Tellkreis
p Prellen
q Quellen -
R Resonanz, Rad, RUckprall
S Stol3
St Stahl
sp Speicher
T transversal
u Umfangs-
V Verlust
w Werkstoff, Welle, Wechselanteile
Z Zusatz-
0,7 Halbwert-
1 treibendes Rad
2 getriebenes Rad
fehlerbehaftet
" Zoll