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Untersuchungskonzepte der Zahnradtragfähigkeit im Hochtemperaturbereich

Steigende Leistungsdichten und erhöhte Drehzahlen stellen die Getriebeentwicklung insbesondere im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik sowie der Elektromobilität vor wachsende Herausforderungen.
Durch erhöhte Energieeinträge bei gleichzeitig reduzierten Möglichkeiten zur Wärmeabfuhr steigen in modernen Leistungsgetrieben die Betriebstemperaturen.
Zahnräder verfügen aufgrund des pressungsgetriebenen tribologischen Kontaktes auf der Zahnflanke sowie der hohen Biege- und Schubbeanspruchung im Zahnfuß über ein kombiniertes Anforderungsprofil.
Um diesem Anforderungsprofil gerecht zu werden, erfolgt für hoch beanspruchte Zahnradanwendungen in der industriellen Praxis eine Wärmebehandlung der Verzahnung. Mit dieser wird gezielt ein lokales,…

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Steigende Leistungsdichten und erhöhte Drehzahlen stellen die Getriebeentwicklung insbesondere im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik sowie der Elektromobilität vor wachsende Herausforderungen.
Durch erhöhte Energieeinträge bei gleichzeitig reduzierten Möglichkeiten zur Wärmeabfuhr steigen in modernen Leistungsgetrieben die Betriebstemperaturen.
Zahnräder verfügen aufgrund des pressungsgetriebenen tribologischen Kontaktes auf der Zahnflanke sowie der hohen Biege- und Schubbeanspruchung im Zahnfuß über ein kombiniertes Anforderungsprofil.
Um diesem Anforderungsprofil gerecht zu werden, erfolgt für hoch beanspruchte Zahnradanwendungen in der industriellen Praxis eine Wärmebehandlung der Verzahnung. Mit dieser wird gezielt ein lokales, beanspruchungsgerechtes Gefügeprofil im Zahnradwerkstoff eingestellt. Erhöhte Betriebstemperaturen können bei herkömmlichen Getriebe- und Verzahnungswerkstoffen die vorliegende Härte und das Gefüge durch Anlasseffekte beeinflussen und somit die Beanspruchbarkeit der Bauteile reduzieren.
Um die Leistungsfähigkeit neu entwickelter Werkstoffsysteme für den Hochtemperaturbereich zu qualifizieren und im Auslegungsprozess berücksichtigen zu können, müssen durch Bauteilversuche die hierfür notwendigen zahnradspezifischen Tragfähigkeitskennwerte ermittelt werden. Im vorliegenden Beitrag werden zwei Prüfstände vorgestellt, mit denen normgerechte Tragfähigkeitskennwerte für die Zahnflanken- und Zahnfußtragfähigkeit im Hochtemperaturbereich ermittelt werden können.

Artikelnummer
WP-2023-280

Titel
Untersuchungskonzepte der Zahnradtragfähigkeit im Hochtemperaturbereich
Autor(en)
G. Hellenbrand, D. Mevissen, J. Brimmers, C. Brecher
DOI
10.48447/WP-2023-280
Veranstaltung
Werkstoffprüfung 2023: Werkstoffe und Bauteile auf dem Prüfstand - Tagung
Jahr der Veröffentlichung
2023
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter
Zahnrad,Getriebeuntersuchung,Zahnradtragfähigkeit,Hochtemperaturbereich