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Weiterempfehlung
April 2011
Joachim Hesse
Verzahnungsanregung im Antriebsstrang
Bei der Entwicklung komplexer Baugruppen wird heutzutage im Automobilbereich eine ganzheitliche Systemanalyse angestrebt. Dies umfasst neben geeigneten Simulationswerkzeugen auch die messtechnische Untersuchung im Fahrzeug oder auf dem Prüfstand. Bei Verzahnungen bildet die quasi-statische Einflankenwälzprüfung derzeit den Stand der Technik dar. Aufgrund der unterschiedlichen Randbedingungen bei der Laufprüfung des Radsatzes und dem Getriebetest korrelieren die Ergebnisse in vielen Fällen unzureichend. Daher erfolgte in vorangegangenen Arbeiten ausgehend von der quasi-statischen und lastfreien Einflankenwälzprüfung die Erweiterung des Betriebsbereichs. Für dynamische Messungen wurde zudem die Drehfehlermessung durch die Größe Differenzdrehbeschleunigung substituiert. Allerdings können lastbedingte Verlagerungen sowie Wechselwirkungen mehrerer Verzahnungen im Getriebe auch bei einer dynamischen Radsatzprüfung nicht nachgestellt werden.
Die vorliegende Arbeit beschreibt daher einen umgekehrten Ansatz, bei dem die Methode der Drehübertragungsmessung auf die Prüfung des Gesamtsystems Getriebe beziehungsweise des Antriebsstrangs ausgeweitet wird. Neben erweiterten Bilanzgrenzen ist die Prüfung bei beliebigen Betriebspunkten des Fahrzeugs ermöglich, um so Aussagen zum Schwingungsverhalten des Antriebsstrangs und Wechselwirkungen verschiedener Komponenten treffen zu können.
Die Kombination der Messsysteme für Drehfehler und Differenzdrehbeschleunigung erlaubt einen Vergleich mit den Ergebnissen der Verzahnungsauslegung sowie die Prüfung dynamischer Einflüsse. Zusätzlich ermöglicht die Messgröße Differenzdrehbeschleunigung in Verbindung mit Ordnungsanalysen die Untersuchung von Räderketten. So zeigen die Untersuchungen am Antriebsstrang, dass die Anregung durch die Verzahnungen eines Teilsystems mit dem Geräuschverhalten des anderen Getriebes interagiert. Dieser Einfluss ist gerade bei großen Drehzahlunterschieden der beiden Getriebe, wie sie in den unteren Fahrstufen vorliegen, nicht zu vernachlässigen und kann mit Hilfe der Messung des dynamischen Drehübertragungsverhaltens nachgewiesen werden. Die Messdaten können mit Ergebnissen von Drehschwingungs- und Mehrkörpersimulation abgeglichen werden. Durch diese Rückführung kann der Regelkreis schon in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses geschlossen und so die Entwicklungszeit reduziert werden.
Die vorliegende Arbeit beschreibt daher einen umgekehrten Ansatz, bei dem die Methode der Drehübertragungsmessung auf die Prüfung des Gesamtsystems Getriebe beziehungsweise des Antriebsstrangs ausgeweitet wird. Neben erweiterten Bilanzgrenzen ist die Prüfung bei beliebigen Betriebspunkten des Fahrzeugs ermöglich, um so Aussagen zum Schwingungsverhalten des Antriebsstrangs und Wechselwirkungen verschiedener Komponenten treffen zu können.
Die Kombination der Messsysteme für Drehfehler und Differenzdrehbeschleunigung erlaubt einen Vergleich mit den Ergebnissen der Verzahnungsauslegung sowie die Prüfung dynamischer Einflüsse. Zusätzlich ermöglicht die Messgröße Differenzdrehbeschleunigung in Verbindung mit Ordnungsanalysen die Untersuchung von Räderketten. So zeigen die Untersuchungen am Antriebsstrang, dass die Anregung durch die Verzahnungen eines Teilsystems mit dem Geräuschverhalten des anderen Getriebes interagiert. Dieser Einfluss ist gerade bei großen Drehzahlunterschieden der beiden Getriebe, wie sie in den unteren Fahrstufen vorliegen, nicht zu vernachlässigen und kann mit Hilfe der Messung des dynamischen Drehübertragungsverhaltens nachgewiesen werden. Die Messdaten können mit Ergebnissen von Drehschwingungs- und Mehrkörpersimulation abgeglichen werden. Durch diese Rückführung kann der Regelkreis schon in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses geschlossen und so die Entwicklungszeit reduziert werden.
Schlagwörter: Maschinenelemente; Antriebstechnik; Getriebetechnik; Getriebe; Zahnrad; Geräusch; Drehfehler; Anregung; Einflankenwälzprüfung; Betriebswälzprüfung
Produktionstechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. F. Klocke, Prof. Dr.-Ing. R. Schmitt, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. G. Schuh und Prof. Dr.-Ing. C. Brecher, Aachen
Band 2011,1
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