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Dissertation J. Bräunig

Natur und Technik

Dissertationen

 

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R. Neugebauer / W.-G. Drossel (Hrsg.)
Dissertation J. Bräunig

Entwicklung und Verifizierung eines Berechnungsmoduls zur Anregungsprognose von Verzahnungen unter Berücksichtigung des anisotropen Materialverhaltens
Berichte aus dem IWU, Band 102

188 Seiten, m. Abb. und Tab., A5, Broschur

ISBN: 9783957350749
Verlag Wissenschaftliche Scripten

In der klassischen Verzahnungsfertigung wird das Zerspanen in der Weichbearbeitung von Hoch- bzw. Laufverzahnungen zunehmend durch walzende sowie generative Fertigung ergänzt. Zu diesen neuen Fertigungsverfahren fehlen bislang fundierte Erkenntnisse und die simulative Umsetzung zur Berücksichtigung des resultierenden Verzahnungs-Anregungsverhaltens aufgrund der sich einstellenden fertigungsbedingten Materialanisotropie. Diese ist einerseits oberflächennah durch den Walzprozess induziert, andererseits ist diese Richtungsabhängigkeit der Materialeigenschaften mit der Baulage im generativen Fertigungsprozess verknüpft. Die in dieser Arbeit dargestellten experimentellen Untersuchungsansätze gehen dabei über einen reinen Prüfstandvergleich mit Zahnrädern beider Fertigungsarten hinaus, indem unterschiedliche Methoden zur Materialparametergewinnung von separat angefertigten Proben verwendet werden. Aus den so gewonnenen Parametern und mittels unterstützender Fertigungssimulation wurden anschließend Simulationsmodelle mit entsprechenden ortsabhängigen Eigenschaften aufgebaut und zur Prognose der Drehwegabweichung verwendet. Vorab wurde das Ausgangsmodell unter Annahme von isotropen Eigenschaften mit einem herkömmlichen Programm zur Drehwegabweichungsberechnung verifiziert. Aufgrund der Erkenntnisse der vorliegenden Arbeit sind im Vergleich zum Stand der Technik genauere und verfahrensabhängige Anregungsprognosen möglich. Final steht ein Simulationsmodell zur Verfügung, das die fertigungsinduzierte, ortsabhängige Materialanisotropieausrichtung auch aus anderen Herstellungsverfahren berücksichtigen kann.

 

In the classical gear production, machining in the soft gear machining of vertical and running gears is increasingly supplemented by rolling and generative manufacturing. There is a lack of well-founded knowledge and the simulative implementation of these new manufacturing processes to take into account the resulting gear excitation behaviour due to the material anisotropy that arises during production. On the one hand, this is induced near-surface by the rolling process, and on the other hand, this directional dependence of the material properties is linked to the construction position in the generative manufacturing process. The experimental approaches described in this paper go beyond a mere test bench comparison with gear wheels of both types of production by using different methods for the extraction of material parameters of separately produced samples. Using the obtained parameters as well as a corresponding manufacturing simulation, numerical models for transmission error prediction were built up applying direction-dependent material properties. The initial model was verified in advance using a conventional program for the calculation of rotational path deviations, assuming isotropic properties. Based on the findings of the present work, more precise and process-dependent excitation prognoses are possible compared to the state of the art. A simulation model is available that can take into account the production-induced, location-dependent material anisotropy orientation from other production processes.

 



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