Schwingungs- und Geräuschverhalten von Zahnradgetrieben

Auslegung von geräuscharmen Zahnradgetrieben
Neben der Darstellung der theoretischen Zusammenhänge und der Herleitung von Kenngrößen zur Beurteilung der Schwingungsanregung nehmen in diesem Seminar praktische Hinweise zur Auslegung einer schwingungsarmen Verzahnung breiten Raum ein. Dabei wird an einem konkreten Beispiel auch die Vorgehensweise im Hinblick auf eine geräuschoptimierte Auslegung unter Berücksichtigung der Verzahnungstragfähigkeit diskutiert.
Das Seminar beschreibt ausgehend von einfachen physikalischen Ersatzmodellen die Grundzusammenhänge zwischen der Schwingungsanregung einer Verzahnung, der Verzahnungsauslegung und dem Geräuschverhalten des Getriebes. Das Schwingungsverhalten unbelasteter Zahneingriffe als Sonderfall wird am Beispiel der aus dem Bereich der Kfz-Schaltgetriebe bekannten Rasselschwingungen erläutert. Neben der Beeinflussung der Schwingungsanregung über die Verzahnungsauslegung spielen auch Lagerung und Gehäusegestaltung eine wichtige Rolle, worauf ebenfalls eingegangen wird.

Das Seminar richtet sich an Fachleute, Konstrukteure und Fertigungstechniker, Ingenieure und Techniker aus den Bereichen Entwicklung, Konstruktion und Versuch, die an Fragen der Schwingungstechnik und Akustik aus dem Spezialgebiet des Getriebebaus interessiert sind.

Donnerstag, 16. November 2023
8.30 bis 11.45 und 13.15 bis 16.30 Uhr

1. Grundlagen zur Schwingungs- und Geräuschanregung (R. Müller)
– Geräuschanregung, -weiterleitung und -abstrahlung
– Anregungsursachen: Zahnpaarsteifigkeit, Abweichungen, Eingriffsstoß
– Schwingungsverhalten einstufiger Stirnradgetriebe: Berechnung von Eigenfrequenzen und Eigenformen einstufiger Getriebe, unter-/überkritische Bereiche, Dämpfung
– Definition des Anregungspegels
– Einflussgrößen auf das Anregungsverhalten: Verzahnungsgeometrie
– Einfluss von Verzahnungsabweichungen und -korrekturen

2. Geräuschverhalten von Kegel- und Hypoidgetrieben (J. Thomas)
– Grundlagen
– Radsatzentwicklung
– anforderungsgerechte Gestaltung der Flankentopographie
– Fertigungsverfahren
– Geräuschverhalten am Beispiel des Einsatzes in Fahrzeugen

3. Geräuschabstrahlung von Zahnradgetrieben (P. Segaert)
– Grundlagen der numerischen Vibro-Akustik
– Dynamik und Akustik
– Praxis der Schallabstrahlungsberechnung
– Anwendungsbeispiele

Freitag, 17. November 2023
8.30 bis 11.45 und 13.15 bis 16.30 Uhr

4. Schwingungsverhalten von Stirnradgetrieben (J. Bihr)
– dynamische Modelle
– Eigenfrequenzen und Eigenformen
– Abgleich von Simulation und Messung
– Möglichkeiten zur Beeinflussung des Schwingungsverhaltens

5. Schwingungs- und Geräuschmessung an Getrieben (D. Werner)
– Sensorik: Messung von Kraft-, Weg- und Schallgrößen
– Zeit- und Frequenzbereich
– Campbelldiagramm
– Modal- und Transferpfadanalyse
– Geräuschmessung

6. Getrieberasseln (G. Brandes)
– Ursachen und Charakteristik
– Berechnung von Rasselschwingungen: einfaches Stoßmodell, Modelle zum Abschätzen des Rasselverhaltens von Gesamtgetrieben
– Einflussparameter: äußere Anregung, Getriebeparameter
– experimentelle Untersuchung von Rasselgeräuschen

7. Anwendungsbeispiel: Auslegung eines geräuscharmen Getriebes (J. Bihr)
– Ermittlung der Gesamtgetriebeübersetzung
– Grobauslegung der Makrogeometrie (Eingriffswinkel, Achsabstand usw.)
– Optimierung der Makrogeometrie
– Berechnung und Beeinflussung des Eigenschwingungsverhaltens