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Software

 

Berechnungsprogramme der Abteilung Getriebeberechnung und Simulation

GearGenerator

Das Berechnungsprogramm GearGenerator ist eine Simulation des kontinuierlichen Wälzschleifens von Verzahnungen. Es zeichnet sich durch seine kurze Rechenzeit und Berücksichtigung zahlreicher Effekte aus, die beim kontinuierlichen Wälzschleifen entstehen können. So ist es möglich, die verfahrensbedingte Verschränkung der Flanken beim kontinuierlichen Wälzschleifen von balligen Verzahnungen in der Fertigungssimulation abzubilden. Zudem können asymmetrische und modifizierte Verzahnungen mit dem GearGenerator simuliert werden.

GearGenerator - Flyer (PDF)


KegelSpan

Die klassische Fertigungskette sieht zur Vorbearbeitung von Kegelrädern das Fräsen der Verzahnungen vor. Dazu können eine Vielzahl verschiedener Verfahren eingesetzt werden. Bei diesen Prozessen kommen überaus komplexe Kinematiken zum Einsatz, die es erlauben sowohl die Zahngeometrie, als auch die Modifikationen der Zahnflankentopografie zu erzeugen.
Mit Hilfe von KegelSpan ist erstmals eine Analyse der auftretenden Werkzeugbelastung beim Kegelradfräsen möglich. Dies geschieht anhand von berechneten Spanbildungskenngrößen, die mithilfe einer Durchdringungsrechnung ermittelt werden können.

Kegelspan - Flyer (PDF)


Kraftkoppelelement

Bei der Auslegung von Verzahnungen sind für bestimmte Betriebsbereiche neben der statischen Last auch dynamische Zusatzbelastungen zu berücksichtigen, da diese zu einer erhöhten Geräuschanregung und verringerter Tragfähigkeit führen. Die dynamischen Zusatzlasten sind auf Anregungsmechanismen im Zahneingriff zurückzuführen. Sie können in der Nähe resonanzkritischer Drehzahlbereiche stark anwachsen und die statische Nennlast weit übertreffen.Eine Möglichkeit, die Zusatzbelatungen und die abgestrahlte Schallleistung zu reduzieren, besteht in der Verkleinerung der anregenden Kraftamplituden. Mit Hilfe einer Analyse des Kraftspektrums können die Kraftamplituden beurteilt werden. Das Kraftkoppelelement stellt dabei ein wirksames Werkzeug zur Analyse und Optimierung des dynamischen Anregungsverhaltens von Verzahnungen dar. Da dabei auf die allgemeine, dreidimensionale Zahnkontaktanalyse zurückgegriffen wird, ist eine Übertragung auf beliebige Verzahnungen möglich.



SPARTApro

Das Programm SPARTApro unterstützt den Anwender bei der Auslegung von Wälzfräsprozessen. Hierzu werden in einer Durchdringungsrechnung Spanungsgeometrien, charakteristische Prozessgrößen und Zerspankraftverläufe ermittelt. Das Programm bietet in einer Variantenrechnung weiterhin die Möglichkeit, eine wirtschaftliche Optimierung bestehender Prozesse durchzuführen.

SPARTAPro - Flyer (PDF)


FE-Stirnradkette (STIRAK)

Im modernen Leistungsgetriebe ist nach der Auslegung der Makrogeometrie die Auslegung der Kontaktgeometrie der Verzahnung notwendig. Für die Auslegung der Makrogeometrie stehen Berechnungsprogramme auf Basis der Berechnungsstandards DIN/ISO, AGMA, etc. zur Verfügung. Neben der Makrogeometrie beeinflusst auch die Mikrogeometrie erheblich die Lauf- und Lastverteilung der Verzahnung.
Die FE-Stirnradkette (STIRAK) ermöglicht die Nachrechnung von Stirnradgetrieben auf Basis der Finiten-Elemente-Methode. Die Verzahnungen können hinsichtlich des zu erwartenden Lauf- und Beanspruchungsverhaltens beurteilt und anschließend durch anforderungsgerechte Flankenkorrekturen im Bereich der Mikrogeometrie optimiert werden. Bei der Erzeugung der Makrogeometrie können außen- und innenverzahnte Stirnräder abgebildet werden. Diese können zusätzlich, zur Optimierung des Lauf- und Beanspruchungsverhaltens, asymmetrisch gestaltet werden.
Das Berechnungsprogramm wird von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) gefördert.

FE-Stirnradkette - Flyer (PDF)

Wissensbasierte Getriebeauslegung

Mit Hilfe eines wissensbasierten Expertensystem lässt sich die Makrogeometrie einzelner Getriebestufen auslegen und optimieren. Die Software verarbeitet die Informationen wissensbasiert. Das heißt, dass sich vorhandenes Expertenwissen in das System einbinden lässt. Mehrstufige Stirnradradgetriebe sowie Planetenrad- und Kegelradgetriebe können ausgehend von den Anforderungsspezifikationen (Lastenheft) ausgelegt werden, wobei die Prozesse der Verzahnungsauslegung annähernd automatisch ablaufen.
Im Anschluss an die Vorauslegung des Getriebes kann dieses bezüglich der Tragfähigkeit und des Geräuschverhaltens optimiert werden. Zusätzlich können Stirnradgetriebe hinsichtlich minimaler Getriebemasse oder minimalem Radsatzvolumen ausgelegt und mit Zahnflankenkorrekturen in Zahnbreiten- und Zahnhöhenrichtung dimensioniert werden. Abschließend erfolgt eine Nachrechnung des ausgelegten Getriebes nach DIN 3990 bzw. ISO 6336.



WZL Gear Toolbox

Die „WZL Gear Toolbox“ stellt eine einheitliche graphische Benutzeroberfläche für die Fertigungssimulation „GearGenerator“, die Prozesssimulationen „SPARTApro“ und „KegelSpan“ sowie die Zahnkontaktanalyse „ZaKo3D“dar. Durch die graphische Oberfläche wird dem Anwender ein Hilfsmittel zur Verfügung gestellt, mit dessen Hilfe er die Eingabedaten komfortabel eingeben, Simulationen durchführen und die Ergebnisse analysieren kann. Beispielsweise ermöglicht die „WZL Gear Toolbox“ die Analyse des Einsatzverhaltens von Beveloidverzahnungen mittels der Zahnkontaktanalyse unter Berücksichtigung der fertigungsbedingten Abweichungen aus dem Wälzschleifprozess.
Langfristiges Ziel der gemeinsamen graphischen Oberfläche ist es, ein Werkzeug bereitzustellen, welches die komplette Prozesskette der Verzahnungsentwicklung abbildet.

WZL Gear Toolbox - Flyer (PDF)

GearGenerator - Flyer (PDF)
Kegelspan - Flyer (PDF)
SPARTAPro - Flyer (PDF)
ZaKo - Flyer (PDF)


ZaKo3D

Durch die Entwicklung neuer Fertigungsverfahren und Produkte entsteht immer wieder Bedarf für Spezialgetriebe und Sonderverzahnungen. Diese zeichnen sich zumeist durch komplexe Kinematiken und Geometrien aus. Diese Getriebe und Verzahnungen lassen sich in der Regel nicht mit Standardsoftware untersuchen. Entweder müssen die Kontaktverhältnisse aufwändig in einem kommerziellen FE-System modelliert oder spezielle Software entwickelt werden. Dies führt teilweise dazu, dass starke Vereinfachungen getroffen werden müssen, um die Verzahnungen mit Standardsoftware untersuchen zu können. Um diese Sonderverzahnungen (z.B. Beveloids) sowohl lastfrei als auch unter Last zuverlässig abzuwälzen, kann die allgemeine Zahnkontaktanalyse ZaKo3D verwendet werden. Diese ist auch zur Analyse regulärer Verzahnungen geeignet.

ZaKo - Flyer (PDF)

 



 

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