Moderne Leistungsgetriebe
Verzahnungsauslegung und Betriebsverhalten
Die Funktionstüchtigkeit moderner Leistungsgetriebe wird in erster Linie von den Bauteileigenschaften der eingesetzten Zahnräder sowie von den Eigenschaften der Wellen-Lagersysteme und des Getriebegehäuses bestimmt. Die anforderungsgerechte Auslegung der...
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Produktinformationen zu „Moderne Leistungsgetriebe “
Klappentext zu „Moderne Leistungsgetriebe “
Die Funktionstüchtigkeit moderner Leistungsgetriebe wird in erster Linie von den Bauteileigenschaften der eingesetzten Zahnräder sowie von den Eigenschaften der Wellen-Lagersysteme und des Getriebegehäuses bestimmt. Die anforderungsgerechte Auslegung der Verzahnungen stellt deshalb einen Schwerpunkt bei der Getriebekonstruktion dar. Dieses Buch behandelt die Vorgänge unmittelbar im Zahneingriff moderner Leistungsgetriebe. Es werden Auslegungs- und Berechnungsverfahren beschrieben, die auf der Grundlage numerischer Simulationsrechnungen die durch den Herstellprozess erzeugte, reale Zahngeometrie vorherbestimmen. Es wird der Einfluss unterschiedlicher Werkstoffe und Wärmebehandlungsverfahren auf die Tragfähigkeit der Verzahnungen untersucht und das Schwingungs- und Geräuschverhalten von Getrieben erörtert. Hieraus werden konstruktive Massnahmen zur Auslegung geräuscharmer Leistungsgetriebe abgeleitet. Da die Fertigungsgenauigkeit in hohem Masse das Bauteilverhalten der Getriebe beeinflusst, erhält der Leser ebenfalls eine Übersicht über moderne Verfahren zur Messung und Prüfung des fertigungsbedingten Verzahnungszustandes sowie der Messdatenverarbeitung. Das Buch wendet sich gleichermassen an Studenten des Maschinenbaus und Konstruktionsingenieure in der Industrie.
Inhaltsverzeichnis zu „Moderne Leistungsgetriebe “
1 Erweiterte Zahnrad-Berechnungsverfahren auf der Grundlage numerischer Simulationen und der Methode finiter Elemente.- 1.1 Einsatzmöglichkeiten erweiterter Berechnungsverfahren.- 1.2 Berechnung der Zahnflankengeometrie und Ermittlung der Beanspruchungsgrössen.- 1.2.1 Berechnung der Zahnflanken- und Kontaktgeometrie.- 1.2.1.1 Numerische Zahnflankengenerierung.- 1.2.1.2 Lastfreie Zahnkontaktanalyse.- 1.2.2 Beanspruchungsermittlung mit der Methode finiter Elemente.- 1.2.2.1 Generierung der Finite-Element-Struktur.- 1.2.2.2 Lösung des Kontaktproblems im Zahneingriff.- 1.2.2.3 Berechnung der Beanspruchungsgrössen.- 1.3 Einfluss der Verzahnungsgeometrie auf das Lauf- und Beanspruchungsverhalten von Zylinder- und Kegelrädern.- 1.3.1 Auswirkungen von Verzahnungsabweichungen auf die Beanspruchungen von Zylinderradgetrieben.- 1.3.2 Einfluss des Spiralwinkels auf das Lauf- und Beanspruchungsverhalten von Kegelradverzahnungen.- 1.3.2.1 Einflüsse auf das lastfreie Kontaktverhalten und die Verlagerungsempfindlichkeit.- 1.3.2.2 Einflüsse auf das Beanspruchungsverhalten.- 1.4 Methoden und Fallbeispiele zur Optimierung der Zahnflankengeometrie von Zylinder- und Kegelrädern.- 1.4.1 Zahnflankenkorrekturen zur Optimierung des Lauf- und Beanspruchungsverhaltens von Zylinderrädern.- 1.4.1.1 Korrekturgeometrien für Zylinderräder.- 1.4.1.2 Dreidimensionale Zahnflankenkorrekturen.- 1.4.1.3 Beispiele für zahnflankenkorrigierte Zylinderräder.- 1.4.2 Tragbildoptimierung an Kegelrädern durch gezielte Korrekturen der Verzahnmaschineneinstellung.- 2 Einfluss von Werkstoff, Wärmebehandlung und Fertigbearbeitung auf die Zahnflanken- und Zahnfusstragfähigkeit.- 2.1 Grundlegende Betrachtungen zur beanspruchungsgerechten Verzahnungsauslegung.- 2.2 Einfluss von Werkstoff und Wärmebehandlung auf das Beanspruchungsverhalten gehärteter Verzahnungen.- 2.2.1 Tragfähigkeitsverhalten einsatzgehärteter Verzahnungen.- 2.2.1.1 Werkstoffzustand der einsatzgehärteten Verzahnungen.- 2.2.1.2 Zahnfusstragfähigkeiten
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einsatzgehärteter Verzahnungen.- 2.2.1.3 Zahnflankentragfähigkeiten einsatzgehärteter Verzahnungen.- 2.2.1.4 Vergleich unterschiedlicher Werkstoffe und Gefügestrukturen einsatzgehärteter Verzahnungen bezüglich Zahnflanken- und Zahnfussdauerfestigkeit.- 2.2.2 Tragfähigkeitsverhalten nitrierter Verzahnungen.- 2.2.2.1 Werkstoffzustand der nitrierten Verzahnungen.- 2.2.2.2 Zahnflankentragfähigkeiten der nitrierten Verzahnungen.- 2.2.2.3 Zahnfusstragfähigkeiten der nitrierten Verzahnungen.- 2.2.2.4 Vergleich unterschiedlicher Werkstoffe und Gefügestrukturen gas- und plasmanitrierter Verzahnungen bezüglich Zahnflanken- und Zahnfussdauerfestigkeit.- 2.3 Tragfähigkeit von kaltgewalzten Zahnrädern.- 2.3.1 Kaltgewalzte Verzahnungen aus Vergütungsstahl.- 2.3.2 Einsatzgehärtete, kaltgewalzte Verzahnungen.- 2.3.3 Plasmanitrierte, kaltgewalzte Verzahnungen.- 2.3.4 Vergleich der Zahnflanken- und Zahnfussdauerfestigkeiten kaltgewalzter und geschliffener Verzahnungen.- 3 Schwingungs- und Geräuschverhalten von Getrieben.- 3.1 Geräuschmessung von Leistungsgetrieben.- 3.1.1 Kenngrössen.- 3.1.2 Schalldruckmesstechnik.- 3.1.2.1 Fremdgeräusch.- 3.1.2.2 Raumeinfluss.- 3.1.2.3 Sondermessverfahren.- 3.1.3 Schallintensitätsmesstechnik.- 3.1.4 Vergleich und Bewertung von Sondermessverfahren.- 3.1.5 Emissionskennfelder.- 3.1.5.1 Stirnradgetriebe.- 3.1.5.2 Kegel- und Kegelstirnradgetriebe.- 3.1.5.3 Planetengetriebe.- 3.1.5.4 Schneckengetriebe.- 3.1.5.5 Mechanisch regelbare Wandler.- 3.1.5.6 Anwendung von Emissionskennfeldern.- 3.2 Entstehung von Getriebegeräuschen, Einflussgrössen und Geräuschminderungsmassnahmen.- 3.2.1 Entstehung von Getriebegeräuschen.- 3.2.2 Äussere Anregung des Getriebes durch Fremdeinwirkung.- 3.2.3 Innere Anregung des Getriebes durch den Zahneingriff.- 3.2.3.1 Eintrittsstoss.- 3.2.3.2 Parameteranregung.- 3.2.3.3 Verzahnungsabweichungen.- 3.2.3.4 Lastbedingte Verformung der Wellen- und Lagersysteme.- 3.2.4 Massnahmen zur Geräuschminderung.- 3.2.4.1 Auslegung geräuscharmer Zylinderradverzahnungen.- 3.2.4.2 Zahnflankenkorrekturen.- 3.2.4.3 Auslegung geräuscharmer Kegelradverzahnungen.- 3.2.4.4 Beeinflussung des Übertragungs- und Abstrahlverhaltens von Getrieben.- 3.3 Schwingungssimulation von Getrieben.- 4 Erfassung und Verarbeitung geometrischer Abweichungen.- 4.1 Kenngrössen zur Bestimmung von Verzahnungsqualitäten.- 4.1.1 Ermittlung geometrischer Einzelabweichungen.- 4.1.2 Ermittlung von Wälzabweichungen.- 4.2 Tragbildprüfung.- 4.3 Verzahnungsmessung auf Mehrkoordinaten-Messgeräten.- 4.3.1 Werkstückausrichtung auf Koordinaten-Messgeräten.- 4.3.2 Berücksichtigung des Messtasterradius.- 4.4 Rückführung der Messdaten in den Herstellprozess durch Analyse der geometrischen Abweichungen von Verzahnungen.- 4.4.1 Verfahren zur Bestimmung von Verzahnungsabweichungen und deren Korrektur an bogenverzahnten Kegelrädern.- 4.4.1.1 Fertigung und Wärmebehandlung.- 4.4.1.2 Flankenmessung nach Sollkoordinaten.- 4.4.1.3 Einpassung und Analyse gemessener Flanken.- 4.4.1.4 Berechnung geeigneter Korrekturen für die Verzahnmaschineneinstellung zur Kompensation der signifikanten Abweichungen.- 4.4.2 Messdatenverarbeitung bei der Optimierung von Zylinderradverzahnungen.- 4.4.3 Messdatenverarbeitung bei der Feinbearbeitung von Sonderverzahnungen.- 4.4.3.1 Verfahren zur Prüfung von Zylinderschnecken und Rotoren.- 4.4.3.2 Profilkorrektur durch Messdatenrückführung.- 4.5 Ausblick.- 5 Zusammenfassung.- 6 Literatur.
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Autoren-Porträt von Manfred Weck
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing.E.h. M. Weck war Inhaber des Lehrstuhles für Werkzeugmaschinen, Direktor des Laboratoriums für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre (WZL) der RWTH Aachen und Direktoriumsmitglied des Fraunhofer-Institutes für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen, in welchem er die Abteilung Produktionsmaschinen leitete. Prof.Dr.-Ing.Dr.-Ing.E.h.M.Weck war Inhaber des Lehrstuhles für Werkzeugmaschinen, Direktor des Laboratoriums für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre (WZL) der RWTH Aachen und Direktoriumsmitglied des Fraunhofer-Institutes für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen, in welchem er die Abteilung Produktionsmaschinen leitete.
Bibliographische Angaben
- Autor: Manfred Weck
- 2012, Softcover reprint of the original 1st ed. 1992, XVIII, 224 Seiten, 530 Abbildungen, Masse: 17 x 24,4 cm, Kartoniert (TB), Deutsch
- Verlag: Springer, Berlin
- ISBN-10: 3642510531
- ISBN-13: 9783642510533
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