Betriebsverhalten verlustoptimierter Kunststoffzahnräder: Verzahnungsverluste, Temperaturen, Tragfähigkeit und dynamisches Betriebsverhalten
Gespeichert in:
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|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Verl. Dr. Hut
2013
|
| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 195 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783843912280 |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS V
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 PROBLEMSTELLUNG 2
1.2 ZIELSETZUNG UND LOESUNGSWEG 3
2 STAND DER TECHNIK 5
2.1 KUNSTSTOFF ALS ZAHNRADWERKSTOFF 5
2.2 VERZAHNUNGSGEOMETRIE 7
2.3 AUSLEGUNG VON KUNSTSTOFFZAHNRAEDERN 10
2.4 ZAHNVERFORMUNG 12
2.5 VERZAHNUNGSVERLUSTE 13
2.6 ZAHNRADTEMPERATUREN UND THERMISCHE BETRIEBSGRENZE 17
2.7 TRAGFAEHIGKEIT 19
2.7.1 ZAHNFUSSTRAGFAEHIGKEIT 20
2.7.2 FLANKENTRAGFAEHIGKEIT 23
2.7.3 VERSCHLEISSTRAGFAEHIGKEIT 24
2.8 DYNAMISCHES BETRIEBSVERHALTEN 26
2.8.1 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 27
2.8.2 BERECHNUNG DER HAUPTRESONANZ 28
3 GRUNDGEDANKEN ZUR ANWENDUNG
VON KUNSTSTOFF
ALS
ZAHNRADWERKSTOFF 31
3.1 VERGLEICH VON KUNSTSTOFF UND STAHL
ALS ZAHNRADWERKSTOFF 31
3.1.1 WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN 31
3.1.2 TRAGFAEHIGKEIT 31
3.2 DYNAMISCHES BETRIEBSVERHALTEN VON KUNSTSTOFFZAHNRAEDERN 32
3.2.1 VERZAHNUNGSSTEIFIGKEIT 33
3.2.2 VERZAHNUNGSEIGENFREQUENZ 34
3.2.3 WERKSTOFF- UND GEOMETRIEEINFLUESSE AUF DIE
VEIZAHNUNGSEIGENFREQUENZ 35
3.3 TEMPERATUR- UND FEUCHTIGKEITSBEDINGTE MASSAENDERUNGEN 37
3.4 GRUNDGEDANKEN FUER EIN EXPERIMENTELLES VERSUCHSPROGRAMM 38
3.5 ERWEITERTE BERECHNUNGSVERFAHREN FUER KUNSTSTOFFZAHNRAEDER 39
4 PRUEFZAHNRAEDER UND PRUEFEINRICHTUNGEN 41
4.1 PRUEFZAHNRAEDER 41
4.1.1 VERZAHNUNGSAUSLEGUNG 41
4.1.2 WERKSTOFFE UND FERTIGUNGSVERFAHREN 43
4.1.3 DOKUMENTATION DER PRUEFZAHNRAEDER 45
4.1.4 BERECHNUNGEN 47
4.2 PRUEFEINRICHTUNGEN 51
4.2.1 MODIFIZIERTER FZG-VERSPANNUNGSPRUEFSTAND 51
4.2.2 FZG-WIRKUNGSGRADPRUEFSTAND 51
4.2.3 MODIFIKATIONEN DER ZAHNRADPRUEFSTAENDE FUER DEN EINSATZ VON
KUNSTSTOFFZAHNRAEDERN 52
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VI INHALTSVERZEICHNIS
4.3 MESSTECHNIK DER ZAHNRADPRUEFSTAENDE 53
4.3.1 MECHANISCHE MESSGROESSEN 53
4.3.2 THERMISCHE MESSGROESSEN 54
4.4 PRUEFBEDINGUNGEN DER ZAHNRADVERSUCHE 55
4.4.1 BETRIEBSBEDINGUNGEN 55
4.4.2 EINLAUFPHASE 56
4.4.3 SCHMIERUNGSBEDINGUNGEN 56
5 VERZAHNUNGSVERLUSTE 59
5.1 VERSUCHSMETHODIK 59
5.2 VERSUCHSPROGRAMM 61
5.3 VORVERSUCHE ZUR BESTIMMUNG DER
WAERMEAUSDEHNUNG VON PA12G 62
5.3.1 VERSUCHSMETHODIK 62
5.3.2 VERSUCHSERGEBNISSE 63
5.4 VERSUCHSERGEBNISSE 64
5.4.1 EXEMPLARISCHE MESSDATEN 64
5.4.2 EINFLUSS DER BETRIEBSBEDINGUNGEN AUF
DIE VERZAHNUNGSVERLUSTE.. 65
5.4.3 GEOMETRIE-, WERKSTOFF- UND SCHMIERUNGSEINFLUESSE AUF DIE
VERZAHNUNGSVERLUSTE 66
5.4.4 REIBUNGSZAHLMESSUNGEN IM 2-SCHEIBENPRUEFSTAND 68
5.5 BERECHNUNG DER VERZAHNUNGSVERLUSTE UND VERGLEICH MIT
VERSUCHSERGEBNISSEN 69
5.5.1 BERECHNUNG DER VERZAHNUNGSVERLUSTE 69
5.5.2 VERGLEICH GEMESSENER UND BERECHNETER VERZAHNUNGSVERLUSTE 70
5.5.3 ANALYSE DER ABWEICHUNGEN DER VERLUSTLEISTUNGSBERECHNUNG 71
5.6 ZUSAMMENFASSUNG DER UNTERSUCHUNG DER VERZAHNUNGSVERLUSTE 73
6 TEMPERATUREN UND
THERMISCHE BETRIEBSGRENZE 75
6.1 VERSUCHSMETHODIK 75
6.2 VERSUCHSPROGRAMM 76
6.3 VERSUCHSERGEBNISSE ZUR THERMISCHEN BETRIEBSGRENZE 77
6.3.1 EXEMPLARISCHE MESSDATEN 77
6.3.2 SCHADENSMECHANISMUS 77
6.3.3 ZAHNTEMPERATUREN BEI THERMISCHEM
AUSFALL 79
6.3.4 THERMISCHE BETRIEBSGRENZE DER
PRUEFRAEDER 80
6.4 VERSUCHSERGEBNISSE ZU DEN ZAHNRADTEMPERATUREN 82
6.4.1 VORVERSUCHE ZUM VERGLEICH DER MESSMETHODEN 82
6.4.2 ZAHNTEMPERATUREN VON RITZEL UND RAD 85
6.4.3 TEMPERATURVERTEILUNG IM ZAHNRAD 88
6.5 BERECHNUNG DER TEMPERATUREN UND
VERGLEICH MIT VERSUCHSERGEBNISSEN.. 90
6.5.1 BERECHNUNG DER ZAHN- UND FLANKENTEMPERATUR 90
6.5.2 VERGLEICH GEMESSENER UND
BERECHNETER TEMPERATUREN UND
ANALYSE DER ABWEICHUNGEN 91
6.6 ZUSAMMENFASSUNG DER UNTERSUCHUNG DER TEMPERATUREN UND
THERMISCHEN BETRIEBSGRENZE 93
INHALTSVERZEICHNIS
VII
7 ZAHNFUSSTRAGFAEHIGKEIT 95
7.1 VERSUCHSMETHODIK 95
7.2 VERSUCHSPROGRAMM 96
7.3 VERSUCHSERGEBNISSE 96
7.3.1 SCHADENSMECHANISMEN 96
7.3.2 WOEHLERIINIEN DER PRUEFZAHNRAEDER 98
7.3.3 SCHMIERUNGSEINFLUSS BEI
DER VERZAHNUNG LL40 99
7.3.4 EINFLUSS DER SPIELAUSLEGUNG BEI
DER VERZAHNUNG LL40 99
7.4 BERECHNUNG DER ZAHNFUSSSPANNUNG UND AUSWERTUNG DER
VERSUCHSERGEBNISSE 100
7.4.1 BERECHNUNG DER ZAHNFUSSSPANNUNG 100
7.4.2 AUSWERTUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE 101
7.4.3 ANALYSE DER ABWEICHUNGEN 101
7.5 ZUSAMMENFASSUNG DER UNTERSUCHUNG DER ZAHNFUSSTRAGFAEHIGKEIT 102
8 FLANKENVERSCHLEISS 103
8.1 VERSUCHSMETHODIK 103
8.1.1 METHODEN ZUR VERSCHLEISSMESSUNG 103
8.1.2 VERSUCHSAUSWERTUNG 105
8.2 VERSUCHSPROGRAMM 105
8.3 VERSUCHSERGEBNISSE 106
8.3.1 VALIDIERUNG DER METHODEN ZUR VERSCHLEISSMESSUNG 106
8.3.2 SCHADENSMECHANISMUS 106
8.3.3 GEOMETRIE-, WERKSTOFF- UND SCHMIERUNGSEINFLUESSE AUF
DEN
VERSCHLEISS 107
8.3.4 EINFLUSS DER BETRIEBSBEDINGUNGEN AUF
DEN VERSCHLEISS 110
8.4 VERSCHLEISSBERECHNUNG UND VERGLEICH MIT VERSUCHSERGEBNISSEN 111
8.4.1 VERSCHLEISSBERECHNUNG 111
8.4.2 VERGLEICH GEMESSENER UND BERECHNETER VERSCHLEISSRATEN UND
ANALYSE DER ABWEICHUNGEN 113
8.5 ZUSAMMENFASSUNG DER UNTERSUCHUNG DES FLANKENVERSCHLEISSES 113
9 DYNAMISCHES BETRIEBSVERHALTEN 115
9.1 VERSUCHSMETHODIK 115
9.1.1 MESSTECHNIK 115
9.1.2 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG UND -AUSWERTUNG 116
9.2 VERSUCHSPROGRAMM 119
9.3 VERSUCHSERGEBNISSE 119
9.3.1 VERGLEICH VON LUFT- UND KOERPERSCHALLMESSUNGEN 119
9.3.2 LAGE DER HAUPTRESONANZ 120
9.3.3 SCHADENSMECHANISMUS 120
9.3.4 VERZAHNUNGS-, WERKSTOFF- UND SCHMIERUNGSEINFLUESSE AUF DAS
DYNAMISCHE BETRIEBSVERHALTEN 121
9.4 BERECHNUNG DER VERZAHNUNGSEIGENFREQUENZ UND VERGLEICH
MIT
VERSUCHSERGEBNISSEN 124
9.5 ZUSAMMENFASSUNG DER UNTERSUCHUNG DES
DYNAMISCHEN
BETRIEBSVERHALTENS 124
VLLL
INHALTSVERZEICHNIS
10 ERWEITERTE BERECHNUNGSANSAETZE ZUR AUSLEGUNG
VERLUSTOPTIMIERTER KUNSTSTOFFZAHNRAEDER 125
10.1 VERZAHNUNGSVERLUSTE 125
10.1.1 LOKAL-GEOMETRISCHE VERLUSTLEISTUNGSBERECHNUNG UNTER
BERUECKSICHTIGUNG VOR- UND NACHZEITIGEN EINGRIFFS 125
10.1.2 VALIDIERUNG DES BERECHNUNGSVERFAHRENS 126
10.1.3 ANALYTISCHES NAEHERUNGSVERFAHREN 127
10.1.4 EXPERIMENTELL ERMITTELTE REIBBEIWERTE 129
10.2 TEMPERATUREN UND THERMISCHE BETRIEBSGRENZE 130
10.2.1 ERWEITERTE BERECHNUNG DER ZAHN- UND FLANKENTEMPERATUR 130
10.2.2 VALIDIERUNG DER BERECHNUNGSANSAETZE 131
10.2.3 BERECHNUNG DER THERMISCHEN BETRIEBSGRENZE 132
10.3 ZAHNVERFORMUNG UND VERZAHNUNGSSPIELE 134
10.4 ZAHNFUSSTRAGFAEHIGKEIT 136
10.4.1 ERWEITERTER BERECHNUNGSANSATZ 136
10.4.2 VALIDIERUNG DES ERWEITERTEN BERECHNUNGSANSATZES 141
10.4.3 VERGLEICH DES ERWEITERTEN BERECHNUNGSANSATZES MIT
DEM STAND
DER TECHNIK 142
10.4.4 EINORDNUNG DER ZAHNFUSSFESTIGKEIT VON PA12G IN DEN STAND
DER
TECHNIK 143
10.5 VERSCHLEISSTRAGFAEHIGKEIT 144
10.5.1 ERWEITERTE BERECHNUNG DES
FLANKENVERSCHLEISSES 144
10.5.2 BERECHNUNG DES ZULAESSIGEN VERSCHLEISSES 145
10.5.3 VALIDIERUNG DES BERECHNUNGSANSATZES 147
10.6 DYNAMISCHES BETRIEBSVERHALTEN 149
10.7 AUSLEGUNGSSTRATEGIE 150
10.7.1 VORGEHENSWEISE 150
10.7.2 DEFINITIONSBEREICH 152
10.8 KONSTRUKTIONSHINWEISE 153
11 ZUSAMMENFASSUNG 157
12 LITERATURVERZEICHNIS 161
13 ANHANG 169
13.1 BERECHNUNGSGLEICHUNGEN 169
13.2 DOKUMENTATION DER PRUEFZAHNRAEDER 172
13.3 PRUEFSTAND UND VERSUCHSMETHODIK DER 2-SCHEIBENVERSUCHE 180
13.4 BERECHNETE LAST- UND GLEITGESCHWINDIGKEITSVERTEILUNGEN 181
13.5 GEMESSENE ZAHNTEMPERATUREN 183
13.6 GEMESSENE VERSCHLEISSVERLAEUFE 187
13.7 ABSCHAETZUNG DER VERZAHNUNGSEIGENFREQUENZ 189
13.8 GEMESSENE ORDNUNGSDIAGRAMME 190
LEBENSLAUF 195
DISSERTATIONEN DER FZG 197
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