Weiterentwicklung der Tragfähigkeitsberechnungsverfahren nach Normmethode B von Kegelrädern
Forschungsthema
| Kurztitel | KNplus |
| Projektbeginn | Q3/2024 |
| Förderung | FVA-Nr. 49/XVI Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., FVA |
| Kontakt | M. Geitner, M.Sc. |
Projektbeschreibung
In den letzten Jahren kann aufgrund der stetigen Weiterentwicklung der Zahnkontaktanalyse unter Last (ZKAL) eine zunehmende Abweichung der Beanspruchungen zwischen der vereinfachten Normberechnung nach ISO 10300 (Ausgabe 2014) [ISO14] und einer ZKAL nach aktuellem Stand der Technik beobachtet werden. In der aktuellen Norm der ISO 10300-2:2023 [ISO23b] konnte durch die Einführung des Kegelradfaktors ZKP, bei gleichzeitigem Entfall des Kegelradfaktors ZK, zwar eine Annäherung der berechneten Flankenpressung erzielt werden, jedoch ist dennoch eine erneute Auswertung der, den vereinfachten Berechnungsmethoden zugrunde liegenden, Festigkeitswerten mithilfe einer ZKAL nach aktuellem Stand der Technik erforderlich. Eine Modifikation der vereinfachten Berechnung der Zahnfußspannung um die Abweichung zwischen vereinfachter Berechnungsmethode und ZKAL nach aktuellem Stand der Technik zu kompensieren, ist im Rahmen der Revision der ISO 10300-3:2023 [ISO23c] nicht erfolgt und somit ebenfalls noch Forschungsgegenstand. Beide Aspekte der vereinfachten Berechnungsmethoden der ISO 10300 (Ausgabe 2023) [ISO23a] sollen im Rahmen dieses Forschungsvorhabens bearbeitet werden.
Zusätzlich soll das Berechnungsverfahren der ISO 10300-3:2023 [ISO23c] hinsichtlich der Anwendbarkeit auf geradverzahnte Kegel- und Differentialräder überprüft werden. Aktuelle Beobachtungen bei der Anwendung der ISO 10300-3:2023 [ISO23c] zeigen, dass, entgegengesetzt der Erwartung, ein Optimum der effektiven Tragbildbreite von bv,eff < 1,0 für geradverzahnte Kegel- und Differentialräder existiert. Dies ist in der Formulierung des Spiralwinkel-faktors YBS begründet. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens soll diese Anomalie untersucht und Lösungsvorschläge erarbeitet werden.
Abschließend soll in einer Berechnungsstudie die Integration der Berechnung der Verzahnungsverlustleistung PVZP nach FVA 821 I [Pel22] in den Berechnungsansatz der ISO/TS 10300-20:2021 [ISO21] zur Fresstragfähigkeit validiert werden.
Um die Aktualität des Kegelradnormprogramms weiterhin zu gewährleisten soll KNplus um die im Rahmen des Forschungsvorhabens angewendeten Berechnungsverfahren nach aktuellem Stand der Technik erweitert werden.
Literatur
[ISO14] ISO 10300-1:2014(E): Calculation of load capacity of bevel gears: Part 1: Introduction and general influence factors (2014).
[ISO21] ISO/TS 10300-20:2021: Calculation of load capacity of bevel gears: Part 20: Calculation of scuffing load capacity - Flash temperature method (2021).
[ISO23a] ISO 10300-1:2023(E): Calculation of load capacity of bevel gears: Part 1: Introduction and general influence factors (2023).
[ISO23b] ISO 10300-2:2023(E): Calculation of load capacity of bevel gears: Part 2: Calculation of surface durability (macropitting) (2023).
[ISO23c] ISO 10300-3:2023(E): Calculation of load capacity of bevel gears: Part 3: Calculation of tooth root strength (2023).
[Pel22] Pellkofer, J.; Hein, M.; Stahl, K.: IGF-Nr. 19880 N - FVA 821 I: Kegelrad- und Hypoideffizienz - Berechnungsverfahren zur Vorhersage der lastabhängigen Verzahnungsverluste von Kegelrad- und Hypoidgetrieben basierend auf hochgenauen Verlustmomentmessungen, Heft 1503, Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V, Frankfurt/Main (2022).