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14  Sonderteil Hartfeinbearbeitung Wälzschleifen asymmetrischer Verzahnungen Oft drehen sich Zahnräder ihr gesamtes Betriebsleben lang nur in eine Richtung, etwa bei Fahrzeugen, Schiffen, Hebezeugen oder Generatoren. Bei diesen Zahnradgetrieben ist in aller Regel die Belastung der einen Flanke erheblich höher als die der gegenüberliegenden. So werden die Rückflanken während einer relativ kurzen Arbeitsphase gar nicht oder nur leicht belastet. Eine asymmetrisch geformte Verzahnung spiegelt diesen funktionalen Unterschied wider. „Eines der Konstruktionsziele von asymmetrischer Verzahnung ist es, die Leistung des im Hauptbetrieb belasteten Profils auf Kosten der Leistung der gegenüberliegenden Profile zu verbessern“, erläutert Dr. Alexander Kapelevich, Vorstand von AKGears. Er ist Spezialist für die Berechnung des Werkzeugprofils und weiterer Parameter für asymmetrische Verzahnungen. „Asymmetrische Zahnprofile erlauben eine Erhöhung des Traganteils und des Betriebseingriffswinkels, die über die mit konventionellen, symmetrischen Getrieben erreichbaren Grenzwerte hinausgehen.“ Durch die Verteilung über Breiten- und Stirnlast sowie über die Dynamik kann die Verzahnungssteifigkeit deutlich verbessert werden. Auch die Zahnflankentragfähigkeit profitiert von einem erhöhten Eingriffswinkel an der belasteten Zahnflanke. Zudem verbessert sich die Zahnfußtragfähigkeit. Der größte Vorteil einer asymmetrischen Verzahnung ist die reduzierte Hertzsche Pressung auf den Antriebsflanken. Das führt zu einer höheren Leistungsdichte – also der Tragfähigkeit im Verhältnis zur Zahnradgröße – bei der Kraftübertragung im Getriebe. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit, die Rückflanken der Verzahnung unabhängig von der Antriebszahnflanke zu gestalten. Das erlaubt quasi ein Einstellen der Zahnsteifigkeit, während gleichzeitig der gewünschte Eingriffswinkel und der Traganteil der Antriebsflanken beibehalten werden. Dies gestattet eine höhere Zahnkopfbiegung, dämpft den Zahneingriffsstoß und verringert sowohl die Getriebegeräusche als auch die Schwingungen. Optimierung asymmetrischer Verzahnungen Alexander Kapelevich definiert die asymmetrische Zahnfußgeometrie unabhängig vom Modell der Zahnstange, was ihn von anderen Forschern der Getriebetechnik unterscheidet. Die Vorgehensweise „Direct Gear Design“ von Kapelevich erlaubt eine Optimierung der asymmetrischen Verzahnung und gestattet, dass die Fußausrundung bei besonderen Getriebe-Anwendungen eine maximierte Leistung erzielt. Ein solcher Ansatz erfordert selbstverständlich spezielle Werkzeuge. Nachdem die Optimierung der Zahnfußgeometrie abgeschlossen ist, definiert Direct Gear Design auch das Werkzeugprofil und weitere Parameter. „Eines der Konstruktionsziele von asymmetrischer Verzahnung ist es, die Leistung des im Hauptbetrieb belasteten Profils auf Kosten der Leistung der gegenüberliegenden Profile zu verbessern.“ Hohe Produktivität und Qualität vereint Die Herstellung asymmetrischer Verzahnungen durch Vorfräsen, Härten und einer anschließenden Hartfeinbearbeitung durch Schälwälzfräsen oder Profilschleifen ist seit Jahren Stand der Technik. Das Schälwälzfräsen ist produk- Dank der neuen Schleiftechnik werden asymmetrische Verzahnungen zukünftig mehr zur Anwendung kommen (Bilder: Liebherr) dima 1.2018


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